JP4220902B2 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
前記熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂及びスチレン系樹脂で構成され、
前記難燃剤が、リン含有化合物(A)と、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、芳香族ナイロン、熱可塑性樹脂とは異種のポリアリレート系樹脂、芳香族エポキシ樹脂、ノボラック樹脂及びアラルキル樹脂から選択された少なくとも一種の芳香族樹脂(B)と、窒素含有化合物(C1)及び無機酸の金属塩(C2)から選択された少なくとも一種の難燃助剤(C)とで構成され、かつ前記リン含有化合物(A)100重量部に対して前記芳香族樹脂(B)1〜500重量部、及び難燃助剤(C)5〜1000重量部を含み、
前記安定助剤(D)が、活性水素原子に対して反応性の官能基を有する化合物(D1)及びシリコーン系樹脂(D2)から選択された少なくとも一種であり、前記化合物(D1)において、活性水素原子に対して反応性の官能基が、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタン基(環)など)、イソシアネート基、オキサゾリン基、及びカルボジイミド基から選択された少なくとも一種であり、前記エポキシ基を有する化合物(D1)が、エポキシ基を有する脂環式化合物、グリシジルエステル化合物、グリシジルエーテル化合物、グリシジルアミン化合物、エポキシ基含有ビニル共重合体、ジエン系単量体の単独又は共重合体のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート及びエポキシ変性(ポリ)オルガノシロキサンから選択された少なくとも一種であり、安定助剤(D)の割合が、前記リン含有化合物(A)100重量部に対して、0.1〜100重量部であり、
熱可塑性樹脂100重量部に対して前記難燃剤0.1〜300重量部及び前記安定助剤0.01〜100重量部を含有する。
ポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合、オキシカルボン酸又はラクトンの重縮合、またはこれらの成分の重縮合などにより得られるホモポリエステル又はコポリエステルである。好ましいポリエステル系樹脂は、通常、飽和ポリエステル系樹脂、特に芳香族飽和ポリエステル系樹脂が含まれる。
スチレン系樹脂としては、例えば、スチレン系単量体(例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなど)の単独又は共重合体;スチレン系単量体とビニル単量体[例えば、アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジル、無水マレイン酸などのα,β−モノオレフィン性不飽和カルボン酸又は酸無水物あるいはそのエステルなど]との共重合体;スチレン系グラフト共重合体、スチレン系ブロック共重合体などが挙げられる。
ポリアミドには、ジアミンとジカルボン酸とから誘導されるポリアミド;アミノカルボン酸、必要に応じてジアミン及び/又はジカルボン酸を併用して得られるポリアミド;ラクタム、必要に応じてジアミン及び/又はジカルボン酸との併用により誘導されたポリアミドが含まれる。ポリアミドには、少なくとも2種の異なったポリアミド形成成分により形成されるコポリアミドも含まれる。
ラクタムとしては、例えば、ブチロラクタム、ピバロラクタム、カプロラクタム、カプリルラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラクタム、ドデカラクタムなどのC4-20ラクタムが挙げられる。これらのラクタムも1種で又は2種以上組み合せて使用できる。
ポリカーボネート系樹脂には、ジヒドロキシ化合物と、ホスゲン又はジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとの反応により得られる重合体が含まれる。ジヒドロキシ化合物は、脂環族化合物などであってもよいが、好ましくはビスフェノール化合物である。
ポリフェニレンオキシド系樹脂(ポリフェニレンエーテル系樹脂)には、単独重合体および共重合体が含まれる。単独重合体としては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2,5−ジメチル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2,5−ジエチル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2,6−ジ−n−プロピル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2−エチル−6−イソプロピル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2−メチル−6−メトキシ−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2−メチル−6−ヒドロキシエチル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2,6−ジフェニル−1,4−フェニレン)オキシド、ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレン)オキシド等のポリ(モノ、ジ又はトリC1-6アルキル−フェニレン)オキシド、ポリ(モノ又はジC6-20アリール−フェニレン)オキシド、ポリ(モノC1-6アルキル−モノC6-20アリール−フェニレン)オキシドなどが挙げられる。
ビニル系樹脂としては、ビニル系単量体(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロトン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニルエステル;塩素含有ビニル単量体(例えば、塩化ビニル、クロロプレンなど);フッ素含有ビニル単量体(例えば、フルオロエチレンなど);メチルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類;N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドンなどのビニルアミン類など)の単独又は共重合体、あるいは他の共重合可能なモノマーとの共重合体などが含まれる。
オレフィン系樹脂には、オレフィン(エチレン、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、デセン−1、4−メチルブテン−1、4−メチルペンテン−1等のα−C1-6オレフィン等)の単独又は共重合体、これらのオレフィンと共重合可能なモノマー[不飽和カルボン酸又はそのエステル((メタ)アクリル酸や、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸C1-6アルキルエステル等)]との共重合体等が含まれる。これらの共重合体には、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体が含まれる。
アクリル系樹脂には、例えば、(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル酸又はそのエステルなど)の単独又は共重合体の他、 (メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体などが含まれる。
その他の樹脂としては、ポリアセタール樹脂、脂肪族ポリケトン系樹脂(ケトン樹脂);ポリスルホン(例えば、熱可塑性ポリスルホン、ポリ(エーテルスルホン)、ポリ(4,4′−ビスフェノールエーテルスルホンなど);ポリエーテルケトン;ポリ(エーテルエーテルケトン);ポリエーテルイミド;熱可塑性ポリウレタン系樹脂(例えば、トリレンジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物と、前記グリコール及び/又は前記ジアミンとの反応により得られる重合体、ポリテトラメチレングリコールなどのセグメントを有していてもよいポリウレタンエラストマーなど);熱可塑性ポリイミド;ポリオキシベンジレン;熱可塑性エラストマーなどが例示できる。
本発明では、難燃剤を(A)リン含有化合物と(B)芳香族樹脂と(C)難燃助剤とで構成するとともに、(D)安定助剤と組み合わせることにより、幅広い熱可塑性樹脂に対して、その特性を低下させることなく、高い難燃性と耐加水分解安定性を付与できる。
リン含有化合物としては、有機リン化合物(モノマー型有機リン化合物、ポリマー型有機リン化合物など)、無機リン化合物などが挙げられる。
リン酸エステルとしては、脂肪族リン酸エステル[リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリイソプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリイソブチル、リン酸ペンタエリスリトール(例えば、Great Lakes Chemical社のNH−1197、特開2001−106889号公報に記載のビシクロリン酸エステルなど)などのリン酸トリC1-10アルキルエステル;前記リン酸トリエステルに対応するリン酸ジC1-10アルキルエステル及びリン酸モノC1-10アルキルエステルなど]、芳香族リン酸エステル[リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリキシリル、リン酸ジフェニルクレジル、リン酸トリ(イソプロピルフェニル)、リン酸ジフェニルエチルクレジルなどのリン酸トリC6-20アリールエステルなど]、脂肪族−芳香族リン酸エステル[リン酸メチルジフェニル、リン酸フェニルジエチル、ポリフェノール(環状アルキレングリコールホスフェート)[レゾルシノールビス(ネオペンチレングリコールホスフェート)、ハイドロキノンビス(ネオペンチレングリコールホスフェート)、ビフェノールビス(ネオペンチレングリコールホスフェート)、ビスフェノール−Aビス(ネオペンチレングリコールホスフェート)など]、スピロ環状芳香族リン酸エステル(ジフェニルペンタエリスリトールジホスフェート、ジクレジルペンタエリスリトールジホスフェート、ジキシリルペンタエリスリトールジホスフェート等)など]などが挙げられる。
リン酸エステルアミドとしては、リン酸エステル及びリン酸アミドの結合様式を含み、下記式(1)で表わされるリン酸エステルアミドなどが使用できる。
ホスホニトリル化合物としては、下記式(5)で表される繰り返し単位を有する化合物が使用できる。ホスホニトリル化合物は、直鎖状及び環状のいずれであってもよい。
有機ホスホン酸(亜リン酸)化合物としては、例えば、芳香族亜リン酸エステル(アリールがフェニル、クレジル、キシリルなどである亜リン酸トリC6-20アリールエステルなど)、脂肪族亜リン酸エステル(アルキルが前記R5〜R7の項で例示のアルキルなどである亜リン酸トリC1-10アルキルエステル;前記亜リン酸トリアルキルエステルに対応する亜リン酸ジ又はモノC1-10アルキルエステルなど)、有機亜リン酸エステル[例えば、アルキルが前記例示のアルキルであるC1-6アルキルホスホン酸ジC1-6アルキル(ペンタエリスリトールビス(メチルホスホネート)、ペンタエリスリトールビス(エチルホスホネート)、ペンタエリスリトールビス(プロピルホスホネート)、ペンタエリスリトールビス(ブチルホスホネート)などのスピロ環状アルキルホスホン酸エステル)、アルキルが前記例示のアルキルであり、アリールがフェニル、クレジル、キシリルなどであるC1-6アルキルホスホン酸ジC6-10アリール及びC1-6アルキルホスホン酸C1-6アルキルC6-10アリールなどのアルキルホスホン酸ジエステル;前記アルキルホスホン酸ジエステルに対応するC6-10アリール−ホスホン酸ジエステル(ペンタエリスリトールビス(フェニルホスホネート)、ペンタエリスリトールビス(トリルホスホネート)などのスピロ環状アリールホスホン酸エステルなど);C6-10アリールホスホン酸モノエステル(例えば、10−ヒドロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシドなど);ホスホノカルボン酸エステル(メトキシカルボニルメチルホスホン酸ジメチルなどの前記アルキルホスホン酸ジエステルに対応するC1-4アルコキシカルボニルオキシC1-4アルキルホスホン酸ジエステル)などのホスホノカルボン酸トリエステル]などの各種ホスホン酸エステルが含まれる。また、アルキル又はアリール基で置換されていてもよい亜リン酸、亜リン酸モノエステル、又はホスホノカルボン酸(例えば、アルキルホスホン酸、アルキルホスホン酸モノアルキルエステル、アルキルホスホン酸モノアリールエステル、アリールホスホン酸、アリールホスホン酸モノアルキルエステル、アリールホスホン酸モノアリールエステルなど)の金属塩(Ca,Mg,Zn,Ba,Al塩など)なども含まれる。このような有機ホスホン酸金属塩の代表的な化合物に関しては、例えば、特開昭63−22866号公報、特開平1−226891号公報、特開平4−234893号公報、特開平8−245659号公報、特開平9−272759号公報などを参照できる。
有機ホスフィン酸化合物には、アルキル基(C1-4アルキル基など)又はアリール基(C6-10アリール基など)が置換(一置換又は二置換)していてもよいホスフィン酸エステル(ホスフィン酸メチルなどのホスフィン酸C1-6アルキル、ホスフィン酸フェニルなどのホスフィン酸C6-10アリール、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、10−C1-30アルキル又はC6-20アリール置換−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシドなどの環状ホスフィン酸エステルなど)などが含まれる。また、アルキル基又はアリール基が置換していてもよいホスフィン酸[例えば、ジメチルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジブチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、エチルブチルホスフィン酸、エタンビス(メチルホスフィン酸)、1−ヒドロキシ−ジヒドロホスホールオキシド、1−ヒドロキシホスホランオキシドなど]の金属塩(Ca、Mg、Zn、Ba、Al塩など)、ホスフィニコカルボン酸エステル(例えば、3−メチルホスフィニコプロピオン酸エステル、3−フェニルホスフィニコプロピオン酸エステルなど)、及びその単独重合体や共重合体なども含まれる。
前記ポリマー型有機リン化合物としては、モノマー型有機リン化合物の縮合物を用いることができる。前記縮合物は、下記式(6)で表される構造単位を有していてもよい。
前記無機リン化合物には、例えば、赤リン、(ポリ)リン酸塩(リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等の非縮合又は縮合リン酸と無機塩基との塩など)などが含まれる。
芳香族樹脂には、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、芳香族ナイロン、芳香族エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、アラルキル樹脂、芳香族ビニル樹脂が含まれる。ポリフェニレンオキシド系樹脂及びポリカーボネート系樹脂としては、前記熱可塑性樹脂の項で例示した樹脂と同様の樹脂を使用することができ、熱可塑性樹脂と芳香族樹脂とは、通常、異種の樹脂が使用される。
ポリフェニレンスルフィド系樹脂(ポリフェニレンチオエーテル系樹脂)としては、ポリフェニレンスルフィド骨格−(Ar−S−)−[式中、Arはフェニレン基を示す]を有する単独重合体及び共重合体が含まれる。フェニレン基(−Ar−)としては、例えば、p−フェニレン基、m−フェニレン基、o−フェニレン基、置換フェニレン基(例えば、C1-5アルキル基などの置換基を有するアルキルフェニレン基や、フェニル基などの置換基を有するアリールフェニレン基)、p,p′−ジフェニレンスルホン基、p,p′−ビフェニレン基、p,p′−ジフェニレンエーテル基、p,p′−ジフェニレンカルボニル基等が例示できる。ポリフェニレンスルフィド系樹脂は、このようなフェニレン基で構成されるフェニレンスルフィド基のうち、同一の繰返し単位を用いたホモポリマーであってもよく、組成物の加工性の点から、異種繰返し単位を含むコポリマーであってもよい。
難燃剤を構成する芳香族ナイロンとしては、前記熱可塑性樹脂のポリアミド樹脂とは異種の樹脂が使用される。このような樹脂としては、下記式(9)で表される単位を有する化合物などが使用できる。
ポリアリレート系樹脂には、下記式(9a)
[−O−Ar−OC(O)−A2−C(O)−] (9a)
(式中、Arは芳香族基を示し、A2は芳香族、脂環族、又は脂肪族基を示す)
で表される構造単位を有する化合物が使用できる。
芳香族エポキシ樹脂には、エーテル系エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂など)、芳香族アミン成分を用いたアミン系エポキシ樹脂などが含まれる。
ヒドロキシル基及びアミノ基のうち少なくとも一方を有する芳香族環を有する樹脂としては、前記芳香族環を主鎖又は側鎖に有する樹脂が挙げられる。こられの樹脂のうち、芳香族環を主鎖に有する樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、アラルキル樹脂が例示でき、芳香族環を側鎖に有する樹脂としては、芳香族ビニル樹脂が例示できる。
ノボラック樹脂は、下記式(10)で表される繰り返し単位を有している。
アラルキル樹脂は、下記式(11)で表される構造単位を有している。
(式中、Yはアルコキシ基、アシルオキシ基、ヒドロキシル基又はハロゲン原子を示す。Ar、Z7及びZ8は前記に同じ)。
芳香族ビニル樹脂としては、例えば、下記式(14)で表される構造単位を有する樹脂が使用できる。
本発明の難燃助剤には、窒素含有化合物(C1)及び無機酸の金属塩(C2)が含まれる。
難燃助剤として用いられる窒素含有化合物としては、(a)アミノ基を有する窒素含有環状化合物、(b)アミノ基を有する窒素含有環状化合物と酸素酸との塩、(c)アミノ基を有する窒素含有環状化合物と有機リン酸との塩、(d)アミノ基を有する窒素含有環状化合物とヒドロキシル基を有する窒素含有環状化合物との塩、(e)ポリリン酸アミド、(f)環状尿素化合物等が挙げられる。
アミノ基を有する窒素含有環状化合物には、少なくとも1つのアミノ基と、少なくとも1つの窒素原子を環のヘテロ原子として有するヘテロ環状化合物が含まれ、ヘテロ環は、窒素以外にイオウ、酸素などの他のヘテロ原子を有していてもよい。このような窒素含有ヘテロ環には、イミダゾール、チアジアゾール、チアジアゾリン、フラザン、トリアゾール、チアジアジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、プリンなどの複数の窒素原子を環の構成原子として有する5又は6員不飽和窒素含有ヘテロ環などが含まれる。このような窒素含有環のうち、複数の窒素原子を環の構成原子として有する5又は6員不飽和窒素含有環が好ましく、特に、トリアゾール及びトリアジンが好ましい。
アミノ基を有する窒素含有環状化合物としては、前記(a)と同様の窒素含有環状化合物が使用できる。
酸素酸には、硝酸、塩素酸(過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸など)、リン酸、硫酸、スルホン酸、ホウ酸、クロム酸、アンチモン酸、モリブデン酸、タングステン酸などが含まれる。好ましい酸素酸には、リン酸(ポリリン酸)、硫酸、スルホン酸、ホウ酸が含まれる。
リン酸には、ペルオクソリン酸、オルトリン酸、メタリン酸、亜リン酸(ホスホン酸)、次亜リン酸(ホスフィン酸)などの非縮合リン酸;ポリメタリン酸(HPO3)q(式中、qは、2以上の整数を示す)、次リン酸、無水リン酸(五酸化二リン)などの縮合リン酸(ポリリン酸)などが含まれる。また、前記ポリリン酸には下記式(16)で表される縮合リン酸類も含まれる。
硫酸としては、ペルオクソ一硫酸、硫酸、亜硫酸等の非縮合硫酸、ペルオクソ二硫酸やピロ硫酸等の縮合硫酸などが挙げられる。
スルホン酸としては、C1-10アルカンスルホン酸(例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、エタンジスルホン酸など)、C6-20アリールスルホン酸(例えば、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸など)等の有機スルホン酸などが挙げられる。
ホウ酸としては、オルトホウ酸、メタホウ酸などの非縮合ホウ酸;四ホウ酸、無水ホウ酸などの縮合ホウ酸などが挙げられる。
アミノ基を有する窒素含有環状化合物としては、前記(a)と同様のアミノ基を有する窒素含有環状化合物が例示できる。
アミノ基を有する窒素含有環状化合物としては、前記(a)と同様のアミノ基を有する窒素含有環状化合物が例示できる。
ポリリン酸アミドとしては、前記酸素酸の項で例示したリン酸類と、−N=C=N−又は−N=C(−N<)2で表されるユニットを有する化合物(シアナミド誘導体など)との縮合物であり、アミド態の窒素を含有する高分子化合物である。このようなポリリン酸アミドは、通常、前記リン酸と前記シアナミド誘導体とを、尿素及びリン酸尿素から選択された少なくとも一種(結合剤)の存在下で加熱(焼成など)することにより得られる。
環状尿素化合物は、少なくとも1つの尿素ユニット−NHCONH−を環の構成ユニットとして有する限り、特に制限されず、単環化合物、芳香族炭化水素環との縮合環、架橋環などのいずれであってもよい。このような環状尿素化合物には、環状モノウレイド、環状ジウレイド等が挙げられる。さらに、環状尿素化合物には、前記環状尿素に対応する環状チオ尿素類なども含まれる。これらの環状尿素化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
塩を構成する無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、炭酸、スズ酸等の各種無機酸が使用できる。好ましい無機酸は、前記(C1)の(b)の項で例示した酸素酸やスズ酸、特に、リン酸、ホウ酸及びスズ酸である。
リン酸としては、オルトリン酸、メタリン酸、亜リン酸、次亜リン酸などの非縮合リン酸;次リン酸塩、ピロリン酸塩、ポリリン酸塩(三リン酸塩、四リン酸塩など)、ポリメタリン酸塩(Ca3(P3O9)2など)、無水リン酸塩類(Ca2(P4O12)、Ca5(P3O10)2など)などの縮合リン酸、特に非縮合リン酸が好ましい。
ホウ酸としては、オルトホウ酸、メタホウ酸などの非縮合ホウ酸;ピロホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸及び八ホウ酸などの縮合ホウ酸、並びに塩基性ホウ酸などが好ましい。
スズ酸としては、スズ酸、メタスズ酸、オルトスズ酸、ヘキサヒドロオクソスズ酸等が例示できる。金属としては、アルカリ金属や、アルカリ土類金属、遷移金属、周期表2B族金属等の多価金属が例示できる。スズ酸の金属塩は、通常、含水塩であり、例えば、スズ酸のアルカリ金属塩(例えば、スズ酸ナトリウムやスズ酸カリウム等)、スズ酸のアルカリ土類金属塩(例えば、スズ酸マグネシウムなど)、スズ酸の遷移金属塩(例えば、スズ酸コバルトなど)、スズ酸の周期表2B族金属塩(例えば、スズ酸亜鉛など)が例示できる。これらのスズ酸の金属塩のうち、スズ酸のアルカリ土類金属、周期表2B族金属塩、特に(含水)スズ酸カルシウム類、(含水)スズ酸亜鉛類が好ましい。スズ酸の金属塩は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
難燃剤(特にリン酸エステル)に対する安定助剤には、活性水素原子に対して反応性の官能基を有する化合物(D1)及び撥水性化合物(D2)が含まれる。
活性水素原子に対して反応性の官能基を有する化合物としては、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタン基(環)など)、酸無水物基、イソシアネート基、オキサゾリン基(環)、オキサジン基(環)、カルボジイミド基等から選択された少なくとも一種の官能基を有する化合物が例示できる。
撥水性化合物としては、フッ素系オリゴマー、シリコーン系樹脂等が例示できる。撥水性化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
本発明では、リン含有化合物、芳香族樹脂及び特定の難燃助剤で構成された難燃剤と、特定の安定助剤とを組み合わせることにより、幅広い熱可塑性樹脂に対して、少量の添加であっても高い難燃性と耐加水分解性を付与できる。
本発明の難燃性樹脂組成物は、必要に応じて種々の添加剤(例えば、他の難燃剤、ドリッピング防止剤、酸化防止剤、安定剤など)を含んでいてもよい。添加剤の全体の含有量は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、0.01〜50重量部、好ましくは、0.1〜30重量部、さらに好ましくは1〜20重量部程度である。
なお、本発明の難燃性樹脂組成物は、さらに難燃性を付与するため、他の難燃剤、例えば、硫黄含有難燃剤、アルコール系難燃剤、無機系難燃剤(金属酸化物、金属水酸化物、金属硫化物など)などを含んでいてもよい。
(式中、M2+はMg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+などの二価金属イオンを示し、M3+はA13+、Fe3+、Cr3+などの三価金属イオンを示す。An-はCO3 2-、OH-、HPO4 2-、SO4 2-などのn価(特に1価又は2価)のアニオンを示す。xは、0<x<0.5であり、mは、0≦m<1である。)
なお、ハイドロタルサイトは、「DHT−4A」、「DHT−4A−2」、「アルカマイザー」などとして協和化学工業(株)から入手可能である。
本発明の難燃性樹脂組成物は、機械的強度、剛性、耐熱性及び電気的性質などをさらに向上させるため、充填剤により改質されていてもよい。充填剤には、繊維状充填剤、非繊維状充填剤(板状充填剤、粉粒状充填剤など)が含まれる。
本発明の難燃性樹脂組成物は、粉粒体混合物や溶融混合物であってもよく、熱可塑性樹脂と、難燃剤と、安定助剤と、必要によりドリッピング防止剤や他の添加剤などとを慣用の方法で混合することにより調製できる。例えば、(1)各成分を混合して、一軸又は二軸の押出機により混練し押出してペレットを調製した後、成形する方法、(2)一旦、組成の異なるペレット(マスターバッチ)を調製し、そのペレットを所定量混合(希釈)して成形に供し、所定の組成の成形品を得る方法、(3)成形機に各成分の1又は2以上を直接仕込む方法などが採用できる。さらに、押出機によるペレットの製造方法としては、(1)脆性充填剤(ガラス系充填剤など)を除く成分を先に溶融混合した後に、脆性充填剤成分を混合する製造方法、(2)リン含有化合物及び脆性充填剤(ガラス系充填剤など)を除く成分を先に溶融混合した後に、脆性充填剤及びリン含有化合物を(同じフィード位置で)同時混合する製造方法、(3)リン含有化合物及び脆性充填剤(ガラス系充填剤など)を除く成分を先に溶融混合した後に、脆性充填剤及びリン含有化合物を(別々のフィード位置で)順次混合する製造方法等が採用できる。この押出機によるペレット製造において、少量の芳香族化合物やハロゲン化合物(ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、トリクロロベンゼン、クロロホルム、トリクロロエチレンなど)を分散助剤として押出時に配合してもよい。この分散助剤は押出機のベント口から混練樹脂より除去される。また、成形品に用いられる組成物の調製において、熱可塑性樹脂の粉粒体(例えば、ポリエステル系樹脂の一部又は全部を粉砕した粉粒体)と、他の成分(難燃剤など)とを混合して溶融混練すると、他の成分の分散を向上させるのに有利である。
UL94に準拠して、試験片の厚み0.8mmで難燃性を評価した。
0.8mmの燃焼試験片を150℃で5時間加熱し、試験片表面の染み出し状態を目視観察し、以下の判断基準によりブルーミング性を評価した。
△:若干の染み出しが見られる
×:著しい染み出しが見られる。
射出成形によりISO引張試験片を作製し、引張試験片のPCT試験(測定条件:121℃×100%RH、2気圧、24時間)を行い、PCT試験前後の引張強度を測定し、引張強度保持率%を耐加水分解性の指標とした。
R−1:ポリブチレンテレフタレート[ジュラネックス、固有粘度=1.0、ポリプラスチックス(株)製]
R−2:ポリスチレン[MFR=1.0g/10分、トーヨースチロール(株)製]
R−3:ポリエチレンテレフタレート[ベルペットEFG、カネボウ合繊(株)製]。
R−4:アクリロニトリル−スチレン共重合体[セビアンNJD、ダイセル化学工業(株)製]
[難燃剤]
[リン含有化合物 A]
A−1:レゾルシノールビス(ジ−2,6−キシレニルホスフェート)[PX200、大八化学工業(株)製]
A−2:ハイドロキノンビス(ジ−2,6−キシレニルホスフェート)[PX201、大八化学工業(株)製]
A−3:ビフェノールビス(ジ−2,6−キシレニルホスフェート)[PX202、大八化学工業(株)製]
A−4:ビスフェノール−Aビス(ジフェニルホスフェート)[CR741、大八化学工業(株)製]
A−5:フェノキシホスファゼン[3〜4環状物混合体]
A−6:エチルメチルホスフィン酸アルミニウム塩
A−7:1,4−ピペラジンジイルテトラフェニルホスフェート[N,N′−ビス(ジフェノキシホスフィニル)ピペラジン]
[芳香族樹脂B]
B−1:ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル(PPEポリマーYPX−100F、三菱ガス化学(株)製)
B−2:ポリカーボネート[パンライトL1225、帝人化成(株)製]
B−3:ポリアリレート[ポリアリレートU100、ユニチカ(株)製]
B−4:ノボラック型フェノール樹脂[スミライトレジンPR−53647、住友デュレズ(株)製]
B−5:ポリ(1,4−フェニレン)スルフィド
B−6:ノボラック型エポキシ樹脂[EPPN−201、日本化薬(株)製]
B−7:ナイロンMXD6[レニー6002、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製]
[難燃助剤 C]
[窒素含有環状化合物 C1]
C1−1:ポリリン酸メラム [PMP200、日産化学工業(株)製]
C1−2:ポリリン酸アミド[スミセーフPM、住友化学工業(株)製]
C1−3:ポリリン酸メラミン[PMP100、日産化学工業(株)製]
C1−4:硫酸メラミン[アピノン901、(株)三和ケミカル]
C1−5:ポリリン酸メラミン[Melapur 200、DSM社製]
C1−6:メラミンシアヌレート[MC610、日産化学工業(株)製]
[無機酸金属塩 C2]
C2−1:無水リン酸一水素カルシウム:[平均粒子径=約30μm、太平化学産業(株)製]
C2−2:硼酸亜鉛[ファイアーブレークZB、ボラックス・ジャパン(株)製]。
[活性水素に対して反応性の官能基を有する化合物(安定助剤 D1)]
D1−1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂[エピコート828、油化シェルエポキシ(株)]
D1−2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂[エピコート1004K、油化シェルエポキシ(株)]
D1−3:エチレン−グリシジルメタクリレート−スチレン共重合体[モディパーA4100、日本油脂(株)製]
D1−4:エチレン−グリシジルメタクリレートメタクリル酸メチル共重合体[モディパーA4200、日本油脂(株)製]
D1−5:エポキシ変性スチレン−スチレン共重合体[レゼタGP500、東亜合成(株)製]
D1−6:イソホロンジイソシアネート[VESTANTT1890]
D1−7:カルボジイミド[カルボジライトHMV−8CA、日清紡績(株)製]
D1−8:2,2’−(1,3−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリン)
D1−9:オキサゾリン基含有ビニルポリマー[エポクロス RAS−1020、日本触媒(株)製]
D1−10:バーサティック酸グリシジルエステル
D1−11:1,4−ビス{[3−エチル−3−オキセタニルメトキシ]メチル}ベンゼン[OXT−121、東亞合成(株)製]
D1−12:ジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル[OXT−221、東亞合成(株)製]
[撥水性化合物(安定助剤 D2)]
D2−1:ジメチルシリコーンオイル[7500cst]
[無機充填剤 E]
E−1:直径10μm、長さ3mmのガラスチョップドストランド
E−2:炭酸カルシウム
E−3:タルク
[酸化防止剤 F]
F−1:ペンタエリスリトール−テトラキス[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][イルガノックス1010、チバガイギー(株)製]。
G−1:ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト[アデカスタブPEP36、アデカアーガス(株)製]
G−2:テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4′−ビフェニレンジホスホナイト[サンドスタブP−EPQ、サンド(株)製]
G−3:ハイドロタルサイト[DHT−4A、協和化学工業(株)製]
G−4:ゼオライト[ゼオラムA−3、東ソー(株)製]
[ドリッピング防止剤 H]
H−1:ポリテトラフルオロエチレン。
前記成分を表1〜表5の割合(重量部)で混合し、押出機により混練押出して樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を射出成形により燃焼試験用成形品と引張評価用成形品を作製し、燃焼性、ブルーミング性、耐加水分解性を評価した。結果を表1〜表5に示す。
Claims (16)
- 熱可塑性樹脂と、難燃剤と、安定助剤(D)とで構成された難燃性樹脂組成物であって、
前記熱可塑性樹脂が、ポリエステル系樹脂及びスチレン系樹脂で構成され、
前記難燃剤が、リン含有化合物(A)と、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、芳香族ナイロン、熱可塑性樹脂とは異種のポリアリレート系樹脂、芳香族エポキシ樹脂、ノボラック樹脂及びアラルキル樹脂から選択された少なくとも一種の芳香族樹脂(B)と、窒素含有化合物(C1)及び無機酸の金属塩(C2)から選択された少なくとも一種の難燃助剤(C)とで構成され、かつ前記リン含有化合物(A)100重量部に対して前記芳香族樹脂(B)1〜500重量部、及び難燃助剤(C)5〜1000重量部を含み、
前記安定助剤(D)が、活性水素原子に対して反応性の官能基を有する化合物(D1)及びシリコーン系樹脂(D2)から選択された少なくとも一種であり、前記化合物(D1)において、活性水素原子に対して反応性の官能基が、エポキシ基、オキセタン基、イソシアネート基、オキサゾリン基、及びカルボジイミド基から選択された少なくとも一種であり、エポキシ基を有する化合物(D1) が、エポキシ基を有する脂環式化合物、グリシジルエステル化合物、グリシジルエーテル化合物、グリシジルアミン化合物、エポキシ基含有ビニル共重合体、ジエン系単量体の単独又は共重合体のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート及びエポキシ変性(ポリ)オルガノシロキサンから選択された少なくとも一種であり、安定助剤(D)の割合が、前記リン含有化合物(A)100重量部に対して、0.1〜100重量部であり、
熱可塑性樹脂100重量部に対して前記難燃剤0.1〜300重量部及び前記安定助剤0.01〜100重量部を含有する難燃性樹脂組成物。 - ポリエステル系樹脂が、1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、C2−4アルキレンテレフタレート及びC2−4アルキレンナフタレートから選択された少なくとも1種の単位を有するホモ又はコポリエステルである請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- ポリエステル系樹脂が、ポリブチレンテレフタレート、ブチレンテレフタレートを主成分とするコポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、及びエチレンテレフタレートを主成分とするコポリエステルから選択された少なくとも一種であるである請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- リン含有化合物(A)が、リン酸エステル、リン酸エステルアミド、ホスホニトリル化合物、有機ホスホン酸化合物及び有機ホスフィン酸化合物から選択された少なくとも1種である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- リン含有化合物(A)がモノマー型又はポリマー型リン酸エステルである請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 芳香族樹脂(B)が、ポリフェニレンスルフィド系樹脂又はポリフェニレンオキシド系樹脂である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 窒素含有化合物(C1)が、アミノ基を有する窒素含有環状化合物、アミノ基を有する窒素含有環状化合物と酸素酸との塩、アミノ基を有する窒素含有環状化合物と有機リン酸との塩、アミノ基を有する窒素含有環状化合物とヒドロキシル基を有する窒素含有化合物との塩、ポリリン酸アミド及び環状尿素化合物から選択された少なくとも一種である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 窒素含有化合物(C1)が、アミノ基を有する窒素含有環状化合物とポリリン酸との複塩、アミノ基を有する窒素含有環状化合物とポリメタリン酸との塩、ポリリン酸アミド、アミノ基を有する窒素含有環状化合物と、硫酸、ピロ硫酸、有機スルホン酸、有機ホスホン酸又は有機ホスフィン酸との塩、及び環状尿素化合物から選択された少なくとも一種である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 窒素含有化合物(C1)が、ポリリン酸メラミン・メラム・メレム複塩、ポリメタリン酸メラミン、ポリリン酸アミド、硫酸メラミン、ピロ硫酸メラム、有機スルホン酸メラム、有機ホスホン酸メラミン及び有機ホスフィン酸メラミンから選択された少なくとも一種である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 無機酸の金属塩(C2)が、リン酸、ホウ酸及びスズ酸から選択された少なくとも一種の酸素酸と多価金属との塩である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂と芳香族樹脂(B)との割合(重量比)が、熱可塑性樹脂/芳香族樹脂(B)=50/50〜99/1である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 難燃剤が、リン酸エステルと、ポリフェニレンスルフィド系樹脂及びポリフェニレンオキシド系樹脂から選択された少なくとも一種の芳香族樹脂と、窒素含有化合物及び無機酸の金属塩から選択された少なくとも一種の難燃助剤とで構成されている請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- さらに、ドリッピング防止剤を含む請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- さらに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系安定剤、無機系安定剤、フッ素系樹脂及び充填剤から選択された少なくとも一種を含む請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂としてのポリエステル系樹脂及びスチレン系樹脂と、請求項1記載の難燃剤と、請求項1記載の安定助剤とを混合して難燃性樹脂組成物を製造する方法。
- 請求項1記載の難燃性樹脂組成物で形成された成形体。
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