WO2020067564A1 - 難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物 - Google Patents

難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物 Download PDF

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terephthalate resin
flame
resin composition
retardant
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隆二 牛島
一也 五島
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08L67/03Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl- and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings

Definitions

  • the present invention was obtained from a flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition, a black foreign matter inhibitor, a method for suppressing black foreign matter, a method for producing a flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition, and a flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition.
  • a flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition a black foreign matter inhibitor, a method for suppressing black foreign matter, a method for producing a flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition, and a flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition.
  • Polybutylene terephthalate resin is widely used as an engineering plastic in various applications such as electric and electronic parts because of its excellent various electrical properties. In these applications, the materials used are required to have flame retardancy in order to prevent ignition due to tracking or the like. Since polybutylene terephthalate resin itself has insufficient flame retardancy, it is used as a flame retardant resin composition to which a flame retardant is added.
  • Patent Document 1 introduces a method for producing a brominated epoxy compound-based flame retardant.
  • This production method comprises diglycidyl ethers of aromatic nucleus-containing alcohols, di- or polyglycidyl ethers of polyhydric phenols, diglycidyl esters of aromatic dibasic acids, monoglycidyl ethers of alkylphenols, and monoglycidyl ethers of hydroxybenzoic acid.
  • Epoxy compounds having aromatics such as ether esters, ( ⁇ -methyl) epichlorohydrin addition products of p-aminophenol, or polyglycidylamines based on aromatic di- or polyamines, or precursors thereof
  • the chlorhydrin compound is subjected to bromination by adding bromine, and the obtained brominated bromohydrin compound or brominated chlorohydrin compound is subjected to ring closure epoxidation through dehydrobromination or dehydrochlorination using an alkali metal hydroxide. This It is characterized in.
  • Patent Document 2 introduces a brominated epoxy compound-based flame retardant for engineering thermoplastics. It is said that the molecular weight of this flame retardant is 7,000 to 50,000 daltons, and the epoxy equivalent is preferably more than 10,000 g / eq.
  • Patent Document 3 discloses that the use of an epoxy compound having an epoxy equivalent of 600 to 1500 g / eq can suppress the generation of black foreign matter in a molded article of a polybutylene terephthalate resin composition.
  • An object of the present invention is to provide a polybutylene terephthalate resin composition containing an alkaline metal-inorganic compound and having excellent flame retardancy.
  • the present inventors have conducted intensive studies in the course of research to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that a polybutylene terephthalate resin having a terminal carboxyl group content of 50 meq / kg or less, an alkaline metal-inorganic compound, and antimony trioxide And wherein the total content of epoxy groups in the entire composition is 0.010 mol / kg or more and 0.020 mol / kg or less, by using the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition.
  • the inventors have found that the problem can be solved, and have completed the present invention.
  • the present invention relates to the following (1) to (9).
  • a polybutylene terephthalate resin having a terminal carboxyl group content of 50 meq / kg or less, an alkaline metal inorganic compound, a brominated epoxy flame retardant, and antimony trioxide, and the total content of epoxy groups in the entire composition
  • a flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition having an amount of 0.010 mol / kg or more and 0.020 mol / kg or less.
  • the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition according to (3) which contains talc in an amount of 5.0 to 25 parts by mass based on 100 parts by mass of the polybutylene terephthalate resin as the alkaline metal inorganic compound.
  • a black foreign matter inhibitor comprising the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition according to any one of (1) to (5).
  • (9) A molded article obtained from the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition according to any one of (1) to (5).
  • the polybutylene terephthalate resin comprises a dicarboxylic acid component containing at least terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof (C 1-6 alkyl ester or acid halide), and an alkylene glycol having at least 4 carbon atoms (1 , 4-butanediol) or a polybutylene terephthalate resin obtained by polycondensation with a glycol component containing an ester-forming derivative thereof (such as an acetylated product).
  • PBT resin comprises a dicarboxylic acid component containing at least terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof (C 1-6 alkyl ester or acid halide), and an alkylene glycol having at least 4 carbon atoms (1 , 4-butanediol) or a polybutylene terephthalate resin obtained by polycondensation with a glycol component containing an ester-forming derivative thereof (such as an acetylated product).
  • the polybutylene terephthalate resin is not limited to the homopolybutylene terephthalate resin, but may be a copolymer containing 60 mol% or more of a butylene terephthalate unit.
  • the amount of terminal carboxyl groups of the polybutylene terephthalate resin is 50 meq / kg or less, but is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and is preferably 30 meq / kg or less, more preferably 25 meq / kg or less.
  • the intrinsic viscosity of the polybutylene terephthalate resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, it is preferably 0.60 dL / g or more and 1.2 dL / g or less, and 0.65 dL / g or more and 0.9 dL / g or less. g or less.
  • the obtained polybutylene terephthalate resin composition has particularly excellent moldability.
  • the intrinsic viscosity can also be adjusted by blending polybutylene terephthalate resins having different intrinsic viscosities.
  • a polybutylene terephthalate resin having an intrinsic viscosity of 0.9 dL / g is prepared by blending a polybutylene terephthalate resin having an intrinsic viscosity of 1.0 dL / g and a polybutylene terephthalate resin having an intrinsic viscosity of 0.7 dL / g.
  • the intrinsic viscosity of the polybutylene terephthalate resin can be measured, for example, in o-chlorophenol at a temperature of 35 ° C.
  • an aromatic dicarboxylic acid other than terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof is used as a comonomer component
  • aromatic dicarboxylic acids C 8-12 such as isophthalic acid and adipic acid, azelaic acid, alkane dicarboxylic acids C 6-12, such as sebacic acid are more preferable.
  • glycol component other than 1,4-butanediol is used as a comonomer component in the preparation of polybutylene terephthalate resin
  • polyoxyalkylene glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol and dipropylene glycol
  • alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol A
  • bisphenol A, 4,4'-dihydroxybiphenyl and other aromatic diols bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, bisphenol A propylene oxide
  • C 2-6 alkylene glycol such as ethylene glycol and trimethylene glycol
  • polyoxyalkylene glycol such as diethylene glycol
  • alicyclic diol such as cyclohexane dimethanol
  • comonomer components that can be used in addition to the dicarboxylic acid component and the glycol component include, for example, 4-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, 4-carboxy-4′-hydroxybiphenyl, and the like.
  • Aromatic hydroxycarboxylic acids Aromatic hydroxycarboxylic acids; aliphatic hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid and hydroxycaproic acid; C3-12 lactones such as propiolactone, butyrolactone, valerolactone, caprolactone (such as ⁇ -caprolactone); esters of these comonomer components Forming derivatives (C 1-6 alkyl ester derivatives, acid halides, acetylated compounds, etc.).
  • the content of the polybutylene terephthalate resin is preferably from 30 to 90% by mass, more preferably from 40 to 80% by mass, even more preferably from 50 to 70% by mass of the total mass of the resin composition. .
  • the epoxy compound used in the brominated epoxy flame retardant of the present invention contains one or more epoxy groups in one molecule.
  • the epoxy compound it is preferable to use an aromatic epoxy compound from the viewpoint of enhancing thermal stability and hydrolysis resistance.
  • the aromatic epoxy compound include a biphenyl type epoxy compound, a bisphenol A type epoxy compound, a phenol novolak type epoxy compound, and a cresol novolak type epoxy compound.
  • the epoxy compound two or more compounds can be used in any combination.
  • the epoxy equivalent of the above epoxy compound is preferably at least 30,000 g / equivalent (g / eq), more preferably at least 32,000 g / eq, even more preferably at least 34,000 g / eq. , More preferably 36,000 g / eq or more, and particularly preferably 36,500 g / eq or more.
  • the alkaline metal inorganic compound contained in the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention is preferably a layered silicate.
  • a layered silicate talc, hydrotalcite and the like are preferable.
  • a metal oxide is also preferable.
  • the metal oxide magnesium oxide and zinc oxide are preferable.
  • the content of the alkaline metal inorganic compound is preferably 0.01 part by mass or more and 25 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polybutylene terephthalate resin.
  • hydrotalcite is used as the alkaline metal-inorganic compound
  • its content is preferably 0.01 part by mass or more and less than 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polybutylene terephthalate resin.
  • talc is used as the alkaline metal-inorganic compound
  • the content is preferably 5.0 parts by mass or more and 25 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polybutylene terephthalate resin.
  • the epoxy compound used in the polybutylene terephthalate resin composition of the present invention contains one or more epoxy groups in one molecule.
  • the epoxy compound it is preferable to use an aromatic epoxy compound from the viewpoint of enhancing thermal stability and hydrolysis resistance.
  • the aromatic epoxy compound include a biphenyl type epoxy compound, a bisphenol A type epoxy compound, a phenol novolak type epoxy compound, and a cresol novolak type epoxy compound.
  • the epoxy compound two or more compounds can be used in any combination.
  • the total content of epoxy groups in the whole composition is 0.010 mol / kg or more and 0.020 mol / kg or less, but 0.012 mol / kg or more. It is preferably 0.018 mol / kg or less, more preferably 0.014 mol / kg or more and 0.016 mol / kg or less.
  • the total content of the epoxy in this range, the appearance of a molded product obtained from the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention can be improved, and an extruder or molding during molding can be performed. The generation of deposits on the screw of the machine can be suppressed.
  • the molded article obtained from the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention can have good hydrolysis resistance.
  • the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention further contains a flame-retardant auxiliary.
  • the flame retardant aid is not particularly limited, but is preferably a flame retardant aid selected from the group consisting of antimony trioxide, antimony pentoxide, and sodium antimonate.
  • the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention preferably further contains an amorphous resin.
  • an amorphous resin By further containing an amorphous resin, it is possible to suppress the warpage of a molded article obtained from the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition.
  • the amorphous resin an acrylonitrile-styrene copolymer resin is preferable.
  • filler A filler is used as necessary in the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention. Such a filler is preferably blended in order to obtain excellent properties such as mechanical strength, heat resistance, dimensional stability, and electrical properties, and is particularly effective for increasing rigidity.
  • a fibrous, powdery or plate-like filler is used depending on the purpose.
  • fibrous filler examples include glass fiber, asbestos fiber, carbon fiber, silica fiber, silica / alumina fiber, zirconia fiber, boron nitride fiber, silicon nitride fiber, boron fiber, potassium titanate fiber, stainless steel, aluminum, titanium,
  • fibrous materials of metals such as copper and brass.
  • an organic fibrous substance having a high melting point such as polyamide, a fluorine resin, or an acrylic resin, can also be used.
  • the particulate filler examples include carbon black, quartz powder, glass beads, glass powder, silicates such as calcium silicate, aluminum silicate, kaolin, talc, clay, diatomaceous earth, wollastonite, iron oxide, titanium oxide, and alumina.
  • silicates such as calcium silicate, aluminum silicate, kaolin, talc, clay, diatomaceous earth, wollastonite, iron oxide, titanium oxide, and alumina.
  • metal oxides metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate, metal sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate, and silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, and various metal powders.
  • examples of the plate-like inorganic filler include mica, glass flake, various metal foils, and the like.
  • the type of filler is not particularly limited, and one or more fillers can be added.
  • the amount of the filler is not particularly limited, but is preferably 200 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polybutylene terephthalate resin. If the filler is added in excess, the moldability is poor and the toughness is reduced.
  • composition of the present invention a known substance generally added to a thermoplastic resin or the like can be added and used in order to impart desired properties other than flame retardancy according to the purpose.
  • stabilizers such as antioxidants, ultraviolet absorbers, and light stabilizers, antistatic agents, lubricants, release agents, coloring agents such as dyes and pigments, and plasticizers can be added.
  • an antioxidant for improving heat resistance is effective.
  • the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention can be suitably used as a black foreign matter inhibitor. Further, the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention can be suitably used for a black foreign matter suppressing method.
  • the form of the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention may be a powder mixture or a molten mixture such as pellets (melt-kneaded material).
  • the method for producing the polybutylene terephthalate resin composition of one embodiment of the present invention is not particularly limited, and the composition can be produced using equipment and a method known in the art.
  • necessary components can be mixed and kneaded using a single-screw or twin-screw extruder or other melt-kneading apparatus to prepare pellets for molding. Multiple extruders or other melt-kneading devices may be used. Further, all the components may be supplied simultaneously from the hopper, or some components may be supplied from the side feed port.
  • the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention is preferably produced by vacuum drying (evacuating).
  • vacuum drying a commonly used evaporator, oven or the like can be used.
  • the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention can be used for, for example, electric / electronic parts such as relays, switches, connectors, actuators, sensors, trans bobbins, terminal blocks, covers, switches, sockets, coils, plugs, and particularly power supplies. It can be used preferably as a surrounding part. Further, it is suitably used as a molding material for vehicle parts such as ECU boxes and connector boxes, and vehicle parts such as vehicle electrical components.
  • the method for obtaining a molded article using the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition is not particularly limited, and a known method can be employed.
  • the flame-retardant polybutylene terephthalate resin composition is charged into an extruder, melt-kneaded into pellets, and the pellets are charged into an injection molding machine equipped with a predetermined mold, and injection molding is performed. Can be.
  • the flammability of the molded product at 0.8 mmt in accordance with the UL94 standard is V-0.
  • V-0 the flammability
  • the flame of the gas burner is in contact with the lower end of the vertically held sample, and if the combustion stops within 30 seconds, the flame is indirectly flamed for another 10 seconds. It can be confirmed by satisfying.
  • There is no sample that burns for more than 10 seconds after any flame contact. -The total burning time for 10 flame contacts on 5 samples does not exceed 50 seconds.
  • Procedure 2 The screw is stopped with the cylinder temperature kept at 275 ° C., and the polybutylene terephthalate resin composition in the cylinder is kept for 120 minutes.
  • Procedure 3 Purge with a polybutylene terephthalate resin composition for 10 minutes at a cylinder temperature of 275 ° C. and a screw rotation speed of 20 rpm.
  • Procedure 4 Purge with polyethylene resin for 5 minutes at a cylinder temperature of 275 ° C. and a screw rotation speed of 60 rpm.
  • Procedure 5 Purge with a purge material "Rioclean-Z" manufactured by Toyo Color Corporation for 5 minutes at a cylinder temperature of 200 ° C. and a screw rotation speed of 60 rpm.
  • Step 6 Pull out the screw, lightly wipe with a cotton flannel, remove the purge material, and observe the amount of black deposits on the screw.
  • brominated epoxy flame retardant 1 brominated epoxy compound having an epoxy equivalent of 36,800 g / eq and a weight average molecular weight of about 18,000
  • brominated epoxy flame retardant 2 brominated epoxy compound having an epoxy equivalent of 19,900 g / eq and a weight average molecular weight of about 23,000
  • Antimony PATOX-M manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd.
  • PTFE anti-drip agent
  • polytetrafluoroethylene Bis-A type epoxy resin jER 1004K, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (epoxy equivalent 925 g / eq)
  • Release agent Pentaerythritol tetrastearate ("UNISTAR H476" manufactured by NOF CORPORATION) Carbon black: MA600B, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • Antioxidant tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane (“Irganox 1010” manufactured by BASF Japan Ltd.)
  • Alkaline compound 1 hydrotalcite ("DHT-4A-2" manufactured by Kyowa Chemical Industry)
  • Alkaline compound 2 talc (“Talcan powder PKNN” manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.)
  • Alkaline compound 3 Potassium acetate ("Kari acetate 60" manufactured by Daito Chemical Co., Ltd.)
  • the molded articles obtained from the polybutylene terephthalate resin compositions of Comparative Examples 1 to 5 which are out of the scope of claim 1 of the present application are not all excellent in appearance, and deposits on the screw occur during molding. did. Further, the molded article obtained from the polybutylene terephthalate resin composition of Comparative Example 5 had poor hydrolysis resistance.

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Abstract

【課題】アルカリ性の金属無機化合物を含有する、難燃性に優れたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を提供することを課題とする。 【解決手段】末端カルボキシル基量が50meq/kg以下のポリブチレンテレフタレート樹脂と、アルカリ性の金属無機化合物と、臭素化エポキシ系難燃剤と、三酸化アンチモンとを含み、組成物全体におけるエポキシ基の総含有量が0.010mol/kg以上、0.020mol/kg以下であることを特徴とする、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いることにより上記の課題を解決する。

Description

難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物
 本発明は、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物、黒色異物抑制剤、黒色異物抑制方法、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品に関する。
 ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)は、各種の電気的特性に優れるため、エンジニアリングプラスチックとして、電気・電子部品等の種々の用途に広く利用されている。これらの用途では、トラッキング等による発火を防ぐため、使用される材料には難燃性が要求されている。ポリブチレンテレフタレート樹脂は、それ自体では難燃性が不足するため、難燃剤を添加した難燃性樹脂組成物として使用されている。
 特許文献1には、臭素化エポキシ化合物系難燃剤の製造方法が紹介されている。この製造方法は、芳香核含有アルコール類のジグリシジルエーテル、多価フェノール類のジ-もしくはポリグリシジルエーテル、芳香族二塩基酸のジグリシジルエステル、アルキルフェノール類のモノグリシジルエーテル、ヒドロキシ安息香酸のモノグリシジルエーテルエステル、p-アミノフェノールの(β-メチル)エピクロルヒドリン付加生成物、または芳香族ジ-もしくはポリアミン類などをベースとするポリグリシジルアミンなどの芳香族を有するエポキシ化合物、あるいはそれらの前駆体であるクロルヒドリン化合物に対して臭素添加による臭素化を行い、得られた臭素化ブロムヒドリン化合物または臭素化クロルヒドリン化合物を、アルカリ金属の水酸化物を用いて、脱臭化水素または脱塩化水素を経て閉環エポキシ化することを特徴としている。
 特許文献2には、エンジニアリング熱可塑性プラスチック用の臭素化エポキシ化合物系難燃剤が紹介されている。この難燃剤の分子量は7,000~50,000ダルトンであり、エポキシ当量は10,000g/eqを超えることが好ましいとされている。
 また、エポキシ化合物の増粘については、分子量やエポキシ当量などが影響することは従来から知られていた。その増粘により生成する炭化物が成形品に混入する黒色異物(BS:Black Speck)を抑制するため、分子量やエポキシ当量の範囲を調整するということは従来からなされていた。例えば特許文献3では、エポキシ当量が600~1500g/eqのエポキシ化合物を用いることにより、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の成形品における黒色異物の発生を抑制できることが紹介されている。
特公昭60-016952号公報 特許第5143419号公報 特許第6100983号公報
 本発明は、アルカリ性の金属無機化合物を含有する、難燃性に優れたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記の課題を解決するための研究の過程において鋭意検討の結果、末端カルボキシル基量が50meq/kg以下のポリブチレンテレフタレート樹脂と、アルカリ性の金属無機化合物と、三酸化アンチモンとを含み、組成物全体におけるエポキシ基の総含有量が0.010mol/kg以上、0.020mol/kg以下であることを特徴とする、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いることにより上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明は以下の(1)~(9)に関する。
(1)末端カルボキシル基量が50meq/kg以下のポリブチレンテレフタレート樹脂と、アルカリ性の金属無機化合物と、臭素化エポキシ系難燃剤と、三酸化アンチモンとを含み、組成物全体におけるエポキシ基の総含有量が0.010mol/kg以上、0.020mol/kg以下であることを特徴とする、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
(2)アルカリ性の金属無機化合物がハイドロタルサイト及び/又はタルクである、(1)に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
(3)アルカリ性の金属無機化合物の含有量が、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し0.01質量部以上25質量部以下である、(1)又は(2)に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
(4)アルカリ性の金属無機化合物として、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し0.01質量部以上5.0質量部未満のハイドロタルサイトを含む、(3)に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
(5)アルカリ性の金属無機化合物として、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し5.0質量部以上25質量部以下のタルクを含む、(3)に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
(6)(1)から(5)のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる黒色異物抑制剤。
(7)(1)から(5)のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いた黒色異物抑制方法。
(8)(1)から(5)のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法。
(9)(1)から(5)のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品。
 本発明によれば、アルカリ性の金属無機化合物を含有する、難燃性に優れたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を提供することができる。
 以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。
[難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物]
 以下、本実施形態の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の各成分の詳細を例を挙げて説明する。
(ポリブチレンテレフタレート樹脂)
 ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)は、少なくともテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体(C1-6のアルキルエステルや酸ハロゲン化物等)を含むジカルボン酸成分と、少なくとも炭素原子数4のアルキレングリコール(1,4-ブタンジオール)又はそのエステル形成性誘導体(アセチル化物等)を含むグリコール成分とを重縮合して得られるポリブチレンテレフタレート樹脂である。本実施形態において、ポリブチレンテレフタレート樹脂はホモポリブチレンテレフタレート樹脂に限らず、ブチレンテレフタレート単位を60モル%以上含有する共重合体であってもよい。
 ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量は50meq/kg以下であるが、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、30meq/kg以下が好ましく、25meq/kg以下がより好ましい。
 ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は本発明の目的を阻害しない範囲で特に制限されないが、0.60dL/g以上1.2dL/g以下であるのが好ましく、0.65dL/g以上0.9dL/g以下であるのがより好ましい。このような範囲の固有粘度のポリブチレンテレフタレート樹脂を用いる場合には、得られるポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が特に成形性に優れたものとなる。また、異なる固有粘度を有するポリブチレンテレフタレート樹脂をブレンドして、固有粘度を調整することもできる。例えば、固有粘度1.0dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂と固有粘度0.7dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂とをブレンドすることにより、固有粘度0.9dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂を調製することができる。ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、例えば、o-クロロフェノール中で温度35℃の条件で測定することができる。
 ポリブチレンテレフタレート樹脂の調製において、コモノマー成分としてテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体を用いる場合、例えば、イソフタル酸、フタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル等のC8-14の芳香族ジカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のC4-16のアルカンジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等のC5-10のシクロアルカンジカルボン酸;これらのジカルボン酸成分のエステル形成性誘導体(C1-6のアルキルエステル誘導体や酸ハロゲン化物等)を用いることができる。これらのジカルボン酸成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 これらのジカルボン酸成分の中では、イソフタル酸等のC8-12の芳香族ジカルボン酸、及び、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のC6-12のアルカンジカルボン酸がより好ましい。
 ポリブチレンテレフタレート樹脂の調製において、コモノマー成分として1,4-ブタンジオール以外のグリコール成分を用いる場合、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-オクタンジオール等のC2-10のアルキレングリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール;シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA等の脂環式ジオール;ビスフェノールA、4,4’-ジヒドロキシビフェニル等の芳香族ジオール;ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加体、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド3モル付加体等の、ビスフェノールAのC2-4のアルキレンオキサイド付加体;又はこれらのグリコールのエステル形成性誘導体(アセチル化物等)を用いることができる。これらのグリコール成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 これらのグリコール成分の中では、エチレングリコール、トリメチレングリコール等のC2-6のアルキレングリコール、ジエチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール、又は、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール等がより好ましい。
 ジカルボン酸成分及びグリコール成分の他に使用できるコモノマー成分としては、例えば、4-ヒドロキシ安息香酸、3-ヒドロキシ安息香酸、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、4-カルボキシ-4’-ヒドロキシビフェニル等の芳香族ヒドロキシカルボン酸;グリコール酸、ヒドロキシカプロン酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸;プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトン(ε-カプロラクトン等)等のC3-12ラクトン;これらのコモノマー成分のエステル形成性誘導体(C1-6のアルキルエステル誘導体、酸ハロゲン化物、アセチル化物等)が挙げられる。
 ポリブチレンテレフタレート樹脂の含有量は、樹脂組成物の全質量の30~90質量%であることが好ましく、40~80質量%であることがより好ましく、50~70質量%であることがさらに好ましい。
 本発明の臭素化エポキシ系難燃剤に用いられるエポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を1つ以上含有している。エポキシ化合物としては、熱安定性と耐加水分解性を高める観点から、芳香族エポキシ化合物を用いることが好ましい。芳香族エポキシ化合物の例としては、ビフェニル型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物などが挙げられる。またエポキシ化合物として、2種以上の化合物を任意に組み合わせて使用することも可能である。
 上記のエポキシ化合物のエポキシ当量は30,000g/当量(g/eq)以上であることが好ましく、32,000g/eq以上であることがより好ましく、34,000g/eq以上であることがさらに好ましく、36,000g/eq以上であることがよりさらに好ましく、36,500g/eq以上であることが特に好ましい。エポキシ当量をこの範囲にすることにより、本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品の外観を良好なものとすることができ、成形時の押出機や成形機のスクリューへの付着物の発生を抑制することができる。
(アルカリ性の金属無機化合物)
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物に含有されるアルカリ性の金属無機化合物としては、層状ケイ酸塩が好ましい。層状ケイ酸塩としては、タルク、ハイドロタルサイトなどが好ましい。また、本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物に含有されるアルカリ性の金属無機化合物としては、金属酸化物も好ましい。金属酸化物としては、酸化マグネシウム、酸化亜鉛が好ましい。
 本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物においては、アルカリ性の金属無機化合物の含有量が、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し0.01質量部以上25質量部以下であることが好ましい。また、アルカリ性の金属無機化合物としてハイドロタルサイトを用いる場合、その含有量はポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し0.01質量部以上5.0質量部未満であることが好ましい。さらに、アルカリ性の金属無機化合物としてタルクを用いる場合、その含有量はポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し5.0質量部以上25質量部以下であることが好ましい。
(エポキシ化合物)
 本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物に用いられるエポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を1つ以上含有している。エポキシ化合物としては、熱安定性と耐加水分解性を高める観点から、芳香族エポキシ化合物を用いることが好ましい。芳香族エポキシ化合物の例としては、ビフェニル型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物などが挙げられる。 またエポキシ化合物として、2種以上の化合物を任意に組み合わせて使用することも可能である。
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物においては、組成物全体におけるエポキシ基の総含有量が0.010mol/kg以上、0.020mol/kg以下であるが、0.012mol/kg以上、0.018mol/kg以下であることが好ましく、0.014mol/kg以上、0.016mol/kg以下であることがより好ましい。
 エポキシの総含有量をこの範囲にすることにより、本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品の外観を良好なものとすることができ、成形時の押出機や成形機のスクリューへの付着物の発生を抑制することができる。また、本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品の耐加水分解性を良好なものとすることができる。
(難燃助剤)
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、難燃助剤をさらに含有することが好ましい。難燃助剤としては特に限定されないが、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムからなる群から選択される難燃助剤が好ましい。
(非晶性樹脂)
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、非晶性樹脂をさらに含有することが好ましい。非晶性樹脂をさらに含有することにより、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品の反りを抑制することが可能である。非晶性樹脂としては、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂が好ましい。
(充填剤)
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物には必要に応じて充填剤が使用される。このような充填剤は、機械的強度、耐熱性、寸法安定性、電気的性質等の性能に優れた性質を得るためには配合することが好ましく、特に剛性を高める目的で有効である。これは目的に応じて繊維状、粉粒状又は板状の充填剤が用いられる。
 繊維状充填剤としては、ガラス繊維、アスベスト繊維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維、更にステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物などが挙げられる。なお、ポリアミド、フッ素樹脂、アクリル樹脂などの高融点の有機質繊維状物質も使用することができる。
 粉粒状充填剤としては、カーボンブラック、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、珪藻土、ウォラストナイトなどの珪酸塩、酸化鉄、酸化チタン、アルミナなどの金属の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属の硫酸塩、その他、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、各種金属粉末等が挙げられる。
 また、板状無機充填剤としては、マイカ、ガラスフレーク、各種金属箔等が挙げられる。
 充填剤の種類は特に限定されず、1種又は複数種以上の充填剤を添加することができる。特に、チタン酸カリ繊維、マイカ、タルク、ウォラストナイトを使用することが好ましい。
 充填剤の添加量は特に規定されるものではないが、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対して200質量部以下が好ましい。充填剤を過剰に添加した場合は成形性に劣り靭性の低下が見られる。
(添加剤)
 さらに本発明の組成物には、その目的に応じ、難燃性以外の所望の特性を付与するために、一般に熱可塑性樹脂等に添加される公知の物質を添加併用することができる。例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の安定剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、染料や顔料等の着色剤、可塑剤等いずれも配合することが可能である。特に耐熱性を向上させるための酸化防止剤の添加は効果的である。
[黒色異物抑制剤、黒色異物抑制方法]
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、黒色異物抑制剤として好適に用いることができる。また本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、黒色異物抑制方法に好適に用いることができる。
[難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法]
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の形態は、粉粒体混合物であってもよいし、ペレット等の溶融混合物(溶融混練物)であってもよい。本発明の一実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法は特に限定されるものではなく、当該技術分野で知られている設備及び方法を用いて製造することができる。例えば、必要な成分を混合し、1軸又は2軸の押出機又はその他の溶融混練装置を使用して混練し、成形用ペレットとして調製することができる。押出機又はその他の溶融混練装置は複数使用してもよい。また、全ての成分をホッパから同時に投入してもよいし、一部の成分はサイドフィード口から投入してもよい。
 また、本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、真空乾燥(真空引き)により製造することが好ましい。真空乾燥には、一般的に用いられているエバポレーターや、オーブンなどを用いることができる。
[難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品]
 本発明の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、例えば、リレー、スイッチ、コネクタ、アクチュエータ、センサー、トランスボビン、端子台、カバー、スイッチ、ソケット、コイル、プラグ等の電気・電子部品、特に電源周り部品として好ましく使用できる。さらに、ECUボックス、コネクターボックス等の車載部品ケース・車載電装部品等の自動車部品の成形材料としても、好適に使用される。
 この難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形品を得る方法としては、特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を押出機に投入して溶融混練してペレット化し、このペレットを所定の金型を装備した射出成形機に投入し、射出成形することで作製することができる。
 上記の成形品の燃焼性UL94規格に準拠した0.8mmtの燃焼性は、V-0であることが好ましい。燃焼性がV-0であることは、垂直に保持した試料の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させ、燃焼が30秒以内に止まったら、さらに10秒間接炎させ、以下の基準を満たすことにより確認できる。
・いずれの接炎の後も、10秒以上燃焼を続ける試料がない。
・5個の試料に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が50秒を超えない。
・固定用クランプの位置まで燃焼する試料がない。
・試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試料がない。
・2回目の接炎の後、30秒以上赤熱を続ける試料がない。
(実施例)
 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
(1)難燃性
 表1に示す成分、組成(質量部)でドライブレンドした材料を、30mmφのスクリューを有する2軸押出機((株)日本製鋼所製)に供給して260℃で溶融混練し、得られたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度250℃、金型温度70℃にて射出成形し、UL94に準拠し、厚さ1.6mmおよび0.8mmの試験片を作製して燃焼性を評価し、V-0を満たすものを「○」、満たさないものを「×」とした。結果を表1に示す。
(2)滞留MI
 難燃性の評価と同様にして得たポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットのメルトフローレート(g/10min)を、ISO1133-1又はISO1133-2に準拠し、260℃、荷重2.16kg、滞留時間7分、15分、30分、45分で測定した。結果を表1に示す。
(3)スクリュー付着物
 難燃性の評価と同様にして得たポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、140℃で3時間乾燥させた後、以下の手順で溶融混練し、黒色付着物の量を目視観察し、付着物の発生が著しいものを「×」、比較的少ないものを「△」、少ないものを「○」、ほとんど見られないものを「◎」とした。結果を表1に示す。
手順1:東洋精機社製ラボプラストミルを用いて、シリンダー温度275℃、スクリュー回転数20rpmにて、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を10分間押し出す。
手順2:シリンダー温度275℃のままスクリューを停止し、シリンダー内のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を120分間滞留させる。
手順3:シリンダー温度275℃、スクリュー回転数20rpmとして、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物にて10分間パージする。
手順4:シリンダー温度275℃、スクリュー回転数60rpmとして、ポリエチレン樹脂にて5分間パージする。
手順5:シリンダー温度200℃、スクリュー回転数60rpmとして、トーヨーカラー社製パージ材「リオクリン-Z」にて5分間パージする。
手順6:スクリューを引き抜き、綿ネルで軽く拭き、パージ材を除去した後、スクリューの黒色付着物の量を観察する。
(4)耐加水分解性
 難燃性の評価と同様にして得たポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度260℃、金型温度80℃にてISO3167の引張り特性評価用試験片を射出成形し、ISO527-1,2に準拠して引張強度試験を行った。次いで、上述の試験片を121℃、2atm(飽和水蒸気圧)で150時間湿熱処理したものを用いて同様に引張強度試験を行い、湿熱処理前に対する引張強度の保持率を求め、引張強度保持率が50%以上の場合を「◎」、50%未満45%超の場合を「○」、45%未満40%超の場合を「△」、40%未満の場合を「×」として耐加水分解性を評価した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
 表1に記載の各成分の詳細は下記の通りである。
PBT樹脂:ウィンテックポリマー株式会社製、末端カルボキシル基濃度18meq/kg、固有粘度0.88dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂
AS樹脂:Ningbo LG Yongxing Chemical Co., Ltd.社製、AS RESIN 80HF
ガラス繊維:日本電気硝子株式会社製、ECS03T-127(直径13μm、長さ3mm)
臭素化エポキシ系難燃剤1:エポキシ当量36800g/eq、重量平均分子量約18000の臭素化エポキシ化合物
臭素化エポキシ系難燃剤2:エポキシ当量19900g/eq、重量平均分子量約23000の臭素化エポキシ化合物
三酸化アンチモン:日本精鉱株式会社製、PATOX-M
PTFE(滴下防止剤):ポリテトラフルオロエチレン
Bis-A型エポキシ樹脂:三菱化学株式会社製、jER 1004K(エポキシ当量925g/eq)
離型剤:ペンタエリスリトールテトラステアレート(日油株式会社製「ユニスターH476」)
カーボンブラック:三菱化学株式会社製、MA600B
酸化防止剤:テトラキス[メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(BASFジャパン株式会社製「イルガノックス1010」)
アルカリ性化合物1:ハイドロタルサイト(協和化学工業製「DHT-4A-2」)
アルカリ性化合物2:タルク(林化成株式会社製「タルカンパウダーPKNN」)
アルカリ性化合物3:酢酸カリウム(大東化学株式会社製「酢酸カリ液60」)
アルカリ性化合物4:酸化マグネシウム(共和化学工業株式会社製「キョーワマグMF150」)
アルカリ性化合物5:酸化亜鉛(三井金属鉱業株式会社製)
アルカリ性化合物6:カルボジイミド化合物(RASCHIG製「Stabilizer9000」)
 なお、カルボジイミド化合物はアルカリ性の金属無機化合物には該当しないが、便宜上アルカリ性化合物6として記載する。
 表1に示す通り、本願請求項1の構成を充足する実施例1~13の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品は、いずれも外観が優れており、成形時においてスクリューへの付着物の顕著な発生は見られなかった。また、滞留MIの変化とスクリュー付着物の相関は見られなかった。
 一方、本願請求項1の範囲外である比較例1~5のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品は、いずれも外観が優れておらず、成形時においてスクリューへの付着物が発生した。また、比較例5のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品は、耐加水分解性が劣るものであった。
 また、実施例1~3、及び7から、アルカリ化合物としてハイドロタルサイトを添加する場合は、添加量がポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、1.0質量部以上である場合にスクリューへの付着物抑制面で有利となり、2.5質量部以下である場合に耐加水分解性面で有利となっていた。
 さらに、実施例4~6から、アルカリ化合物としてタルクを添加する場合は、添加量がポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、10.0質量部以上15.0質量部以下である場合に、スクリューへの付着物抑制と耐加水分解性がバランス良く向上されていた。
 

Claims (9)

  1.  末端カルボキシル基量が50meq/kg以下のポリブチレンテレフタレート樹脂と、
     アルカリ性の金属無機化合物と、
     臭素化エポキシ系難燃剤と、
     三酸化アンチモンとを含み、
     組成物全体におけるエポキシ基の総含有量が0.010mol/kg以上、0.020mol/kg以下であることを特徴とする、難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
  2.  アルカリ性の金属無機化合物がハイドロタルサイト及び/又はタルクである、請求項1に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
  3.  アルカリ性の金属無機化合物の含有量が、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し0.01質量部以上25質量部以下である、請求項1又は2に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
  4.  アルカリ性の金属無機化合物として、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し0.01質量部以上5.0質量部未満のハイドロタルサイトを含む、請求項3に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
  5.  アルカリ性の金属無機化合物として、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し5.0質量部以上25質量部以下のタルクを含む、請求項3に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
  6.  請求項1から5のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる黒色異物抑制剤。
  7.  請求項1から5のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いた黒色異物抑制方法。
  8.  請求項1から5のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法。
  9.  請求項1から5のいずれか一項に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物から得られた成形品。
     
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