JP2005200636A - 難燃性ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 IEC60695−2−13規格によるグローワイヤー着火温度が775℃以上であり、かつ、IEC60112規格による比較トラッキング指数が400V以上である、UL−規格による難燃性がV−0水準またはV−2水準であり、電気的安全性に優れた製品が得られる、難燃性ポリアミド樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 ポリアミド樹脂100重量部に対し、トリアジン系難燃剤5〜20重量部、臭素系難燃剤1〜25重量部、およびアンチモン化合物および/または硼酸亜鉛0.1〜8重量部が配合されてなる、難燃性ポリアミド樹脂組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 ポリアミド樹脂100重量部に対し、トリアジン系難燃剤5〜20重量部、臭素系難燃剤1〜25重量部、およびアンチモン化合物および/または硼酸亜鉛0.1〜8重量部が配合されてなる、難燃性ポリアミド樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、難燃性ポリアミド樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、電気的安全性に優れた製品が得られる難燃性ポリアミド樹脂組成物、およびこの難燃性ポリアミド樹脂組成物からなるコネクターに関する。
電気・電子部品としてのコネクターは、電気機器相互間または機器内部で電気・電子回路を接続する装置(デバイス)として、家電機器、通信機器、OA機器、コンピューター、カーエレクトロニクス機器などの部品として広く使用され、電気・電子分野において不可欠なものである。このようなコネクター製造用材料としては、難燃性ポリアミド樹脂組成物が多く使用されている。ところがこれら多岐に亘る用途において、より高い電気的安全性を確保するために、最近IEC60695−2−13規格におけるグローワイヤー着火温度が、725℃以上から775℃以上に改訂された。また、IEC60112規格による比較トラッキング指数が400V以上であることが要求されている。このため、従来コネクター製造用材料として使用されている難燃性ポリアミド樹脂組成物では、改訂後のグローワイヤー着火温度、および、比較トラッキング指数に合格できないことがわかった。
従来から知られているコネクター製造用材料として代表的なものは、ポリアミド樹脂とシアヌル酸メラミンとからなるポリアミド樹脂組成物である(特許文献1)。この特許文献1に記載されたポリアミド樹脂組成物は、UL94規格で十分な難燃性を有し、プレートアウトやブルーミングなどの不都合がない優れた樹脂組成物である。しかしながら、特許文献1の実施例に示された樹脂組成物では、そのグローワイヤー着火温度は725℃である。また、その後ポリアミド樹脂組成物についての多数の改良発明がなされている(特許文献2〜特許文献6)が、これら特許文献には、難燃性の基準となるグローワイヤー着火温度または電気絶縁性の基準となる比較トラッキング指数についての記載は全くなく、本発明者の実験でも、これらの特許文献の実施例に示されたポリアミド樹脂組成物のグローワイヤー着火温度はいずれも750℃以下であった。
特開平5−17683号公報
特開平9−143365号公報
特開平11−12461号公報
特開平11−12462号公報
特開平11−26060号公報
特開2003−49067号公報
本発明は、かかる状況にあって、改訂後のグローワイヤー着火温度および比較トラッキング指数に合格できる製品が得られる、難燃性ポリアミド樹脂組成物を提供すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。すなわち本発明の目的は、プレートアウトやブルーミングなどの不都合が生じず、成形性や機械的強度に優れ、かつ、グローワイヤー着火温度が775℃以上、比較トラッキング指数が400V以上で、改訂後の規格に合格するコネクターなどの電気・電子部品製品が得られる、電気絶縁性に優れた難燃性ポリアミド樹脂組成物、および製品コネクターを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の第一発明では、ポリアミド樹脂100重量部に対し、トリアジン系難燃剤5〜20重量部、臭素系難燃剤1〜25重量部、および、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛0.1〜8重量部が配合されてなることを特徴とする、難燃性ポリアミド樹脂組成物を提供するものである。
本発明の第二発明では、第一発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物より構成されてなることを特徴とする、コネクターを提供するものである。
本発明に係るポリアミド樹脂組成物、および、この難燃性ポリアミド樹脂組成物より構成されてなるコネクターは、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
1.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、難燃性および電気絶縁性に優れている。特に厚さが3mmの試験片でグローワイヤー着火温度が775℃以上で、改訂後のIEC60695−2−13規格に合格し、かつ比較トラッキング指数が400V以上で、改訂後のIEC60112規格に合格する。
2.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、難燃性に優れ、厚さが0.8mmの試験片でUL94規格による難燃性が燃焼試験でV−0水準、または、機械物性の良好なV−2水準である。
3.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、プレートアウトやブルーミングなどの不都合が生じないので、外観の優れた製品が得られる。
4.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、成形性(製品の離型性)にも優れているので、製品製造の際の生産性が高い。
5.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、コネクターなどの広範囲の電気・電子部品製造用材料として利用可能である。
6.本発明に係るポリアミド樹脂組成物より構成されてなるコネクターは、難燃性および電気絶縁性に優れ安全性が高く、電気機器相互間または機器内部で、電気・電子回路を接続するデバイスとして有用である。
1.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、難燃性および電気絶縁性に優れている。特に厚さが3mmの試験片でグローワイヤー着火温度が775℃以上で、改訂後のIEC60695−2−13規格に合格し、かつ比較トラッキング指数が400V以上で、改訂後のIEC60112規格に合格する。
2.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、難燃性に優れ、厚さが0.8mmの試験片でUL94規格による難燃性が燃焼試験でV−0水準、または、機械物性の良好なV−2水準である。
3.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、プレートアウトやブルーミングなどの不都合が生じないので、外観の優れた製品が得られる。
4.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、成形性(製品の離型性)にも優れているので、製品製造の際の生産性が高い。
5.本発明に係るポリアミド樹脂組成物は、コネクターなどの広範囲の電気・電子部品製造用材料として利用可能である。
6.本発明に係るポリアミド樹脂組成物より構成されてなるコネクターは、難燃性および電気絶縁性に優れ安全性が高く、電気機器相互間または機器内部で、電気・電子回路を接続するデバイスとして有用である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物を構成するポリアミド樹脂は、3員環以上のラクタム、重合可能なω−アミノ酸、または、二塩基酸とジアミンなどの重縮合によって得られるポリアミド類である。具体的には、ε−カプロラクタム、アミノカプロン酸、エナントラクタム、7−アミノヘプタン酸、11−アミノウンデカン酸、9−アミノノナン酸、α−ピロリドン、α−ピペリドンなどの重合体、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどのジアミンと、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二塩基酸、グルタール酸などのジカルボン酸とを重縮合させて得られる重合体、またはこれらの共重合体が挙げられる。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物を構成するポリアミド樹脂は、3員環以上のラクタム、重合可能なω−アミノ酸、または、二塩基酸とジアミンなどの重縮合によって得られるポリアミド類である。具体的には、ε−カプロラクタム、アミノカプロン酸、エナントラクタム、7−アミノヘプタン酸、11−アミノウンデカン酸、9−アミノノナン酸、α−ピロリドン、α−ピペリドンなどの重合体、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどのジアミンと、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二塩基酸、グルタール酸などのジカルボン酸とを重縮合させて得られる重合体、またはこれらの共重合体が挙げられる。
より具体的には、例えば、ポリアミド4、6、7、8、11、12、6・6、6・9、6・10、6・11、6・12、6T、6/6・6、6/12、6/6T、6T/6I、MXD6などが挙げられ、複数種のポリアミド樹脂の混合物であってもよい。特に好ましいポリアミド樹脂は、難燃性、機械的強度、成形性の観点から、ポリアミド6、共重合ポリアミド6/66、ポリアミド66、および、これらの混合物が挙げられる。また、ポリアミド樹脂は、その末端が分子量調節も兼ねてカルボン酸またはアミンで封止されたものであってもよい。
特にポリアミド樹脂中に共重合ポリアミド6/6・6が配合されているときには、成形品の靱性を向上させることができる。共重合ポリアミド6/6・6は、好ましくはポリアミド樹脂全体の40重量%以下、より好ましくは20〜40重量%の範囲で配合される。共重合ポリアミド6/66の配合量が40重量%を超えると、耐熱性と剛性が低下するので好ましくない。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物には、トリアジン系難燃剤が配合される。トリアジン系難燃剤としては、下記一般式(1)または(2)で表される化合物、メラミン類およびシアヌル酸メラミンなどが挙げられる。
上記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、シアヌル酸、トリメチルシアヌレート、トリエチルシアヌレート、トリ(n−プロピル)シアヌレート、メチルシアヌレート、ジエチルシアヌレートなどが挙げられる。上記一般式(2)で表される化合物の具体例としては、イソシアヌル酸、トリメチルイソシアヌネート、トリエチルイソシアヌレート、トリ(n−プロピル)イソシアヌレート、ジエチルイソシアヌネート、メチルイソシアヌレートなどが挙げられる。
メラミン類としては、メラミン、メラミン誘導体、メラミンと類似の構造を有する化合物、およびメラミンの縮合物などが挙げられる。メラミン類の具体例としては、例えば、メラミン、アンメリド、アンメリン、ホルモグアナミン、グアニルメラミン、シアノメラミン、アリールグアナミン、メラム、メレム、メロンなどが挙げられる。
シアヌル酸メラミンとしては、シアヌル酸とメラミンとの等モル反応物が挙げられる。また、シアヌル酸メラミン中のアミノ基または水酸基のいくつかが、他の置換基で置換されていてもよい。シアヌル酸メラミンは、例えば、シアヌル酸の水溶液とメラミンの水溶液とを混合し、90〜100℃の温度で攪拌下反応させ、生成した沈殿を濾過することによって得ることができる。シアヌル酸メラミンは、白色の固体であり、微粉末状に粉砕して使用するのが好ましい。勿論、固体の市販品をそのまま、または、これを粉砕して使用することもできる。
好ましく使用されるトリアジン系難燃剤としては、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミン、シアヌル酸メラミン、シアヌル酸メレムなどが挙げられる。分解物が成形物の表面に浮き出すブルーミングなどの不都合がないという観点から、より好ましく使用されるトリアジン系難燃剤としては、シアヌル酸メラミンに代表されるシアヌル酸類とメラミン類との等モル反応物が挙げられる。
トリアジン系難燃剤の配合量は、ポリアミド樹脂100重量部に対し5〜20重量部とする。トリアジン系難燃剤の配合量が5重量部未満であると、IEC60695−2−13規格によるグローワイヤー着火温度が775℃に達せず、20重量部を超えると、UL94規格による燃焼試験において、ドリッピング時に液滴が消炎しきらずに落下し、コネクターとして使用する際にその特性を維持できなくなる。トリアジン系難燃剤の上記範囲内での好ましい配合量は、6〜18重量部である。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物には、トリアジン系難燃剤とともに、臭素系難燃剤が配合される。臭素系難燃剤の配合によって、ポリアミド樹脂組成物のIEC60695−2−13規格によるグローワイヤー着火温度特性を飛躍的に向上させることができる。
臭素系難燃剤としては、芳香族臭素化合物、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリカーボネート、臭素化芳香族ビニル系共重合体、臭素化シアヌレート樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテルなどが挙げられ、具体的にはエチレン−ビスペンタブロモベンゼン、デカブロモジフェニルオキサイド、1,2(ペンタブロモフェニル)−エタン、ペンタブロモベンジルポリアクリレート、テトラブロムビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールAのオリゴマー、ブロム化ビスフェノール系エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系ポリカーボネート、ブロム化ポリスチレン、ブロム化架橋ポリスチレン、ブロム化ポリフェニレンオキサイド、ポリジブロムフェニレンオキサイド、デカブロムジフェニルオキサイドビスフェノール縮合物およびハロゲンリン酸エステルなどが挙げられる。
臭素系難燃剤中の臭素含有量は、好ましくは60%以上、より好ましくは80%以上である。臭素含有量が80%以上である臭素系難燃剤としては、具体的にはエチレン−ビスペンタブロモベンゼンが好ましいものとして挙げられる。臭素系難燃剤の配合量は、ポリアミド樹脂100重量部に対し1〜25重量部の範囲とし、好ましくは2〜23重量部である。臭素系難燃剤の配合量が1重量部未満であると、IEC60695−2−13規格によるグローワイヤー着火温度特性の向上効果がなく、25重量部を超えると、IEC60112規格による比較トラッキング指数が低下し電気絶縁性が減衰し、またドリップ性が低下し逆にUL94規格による難燃性が悪化する上に、機械的物性も低下する傾向がある。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物には、さらに、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛を配合する。アンチモン化合物および硼酸亜鉛は、樹脂組成物の難燃性を向上させ、硼酸亜鉛は、さらに比較トラッキング指数特性を向上させるという効果を発揮する。アンチモン化合物としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモンなどが挙げられ、特に三酸化アンチモンが好ましい。アンチモン化合物または硼酸亜鉛の配合量、もしくは、アンチモン化合物と硼酸亜鉛との合計配合量は、ポリアミド樹脂100重量部に対し0.1〜8重量部とする。アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛の配合量が0.1重量部未満では、UL94規格による難燃性向上効果が顕著でなく、8重量部を超えるとドリップ性が低下し、逆にUL94規格による難燃性が低下するばかりでなく、機械的物性も低下する傾向がある。また、アンチモン化合物のみを8重量部を超える量配合すると、比較トラッキング指数が低下する。アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛の配合量は、上記範囲内では0.3〜7重量部が好ましく、より好ましくは0.5〜6重量部である。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物に配合されるトリアジン系難燃剤、臭素系難燃剤、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛の配合量は、上記した範囲内において、各成分の長所と短所を勘案して、製品の要求性能に応じた最適量が選択される。ここで、各成分の長所と短所を挙げれば、トリアジン系難燃剤は、UL94規格による難燃性の向上効果は大きいが、配合量が多くなると機械的物性の低下が大きくなる傾向がある。臭素系難燃剤は、IEC60695−2−13規格によるグローワイヤー着火温度特性の向上に効果的であるが、配合量が多くなるとIEC60112規格による比較トラッキング指数を低下させる傾向がある。アンチモン化合物は、UL94規格による難燃性の向上に効果的であるが、配合量が多くなると比較トラッキング指数を低下させる傾向がある。硼酸亜鉛は、アンチモン化合物に比べると効果は低いがUL94規格による難燃性の向上に寄与し、比較トラッキング指数向上に顕著な効果があり、電気絶縁性改良に寄与する。さらに、臭素系難燃剤、アンチモン化合物および硼酸亜鉛の配合量が、上記範囲より多くなると、ドリップ性が低下するためUL94規格による難燃性が低下し、また機械的物性も低下しやすくなる。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物において、トリアジン系難燃剤、臭素系難燃剤、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛の好ましい配合量とポリアミド樹脂の重合度(粘度数)とは、難燃性を重視し、UL94規格による難燃性を、厚さが0.8mmの試験片での燃焼性をV−0水準とするか、または、機械的物性を重視してV−2水準とするのかにより異なる。以下、ポリアミド樹脂の重合度を、JIS K6933−1999に準拠して、96%濃硫酸を溶媒とし、樹脂濃度を1重量%とし、温度23℃の条件下で測定した値を、粘度数として記載する。
ポリアミド樹脂の粘度数は、好ましくは80〜180であり、樹脂組成物の難燃性を、UL94規格による厚さが0.8mmの試験片での燃焼性をV−0水準に維持する場合には、より好ましくは80〜130である。粘度数が80未満では、機械的物性が低下し、130を超えると、ドリップ性が悪化しV−0水準を維持できなくなる。燃焼性をV−0水準に維持する場合、ポリアミド樹脂の粘度数の最も好ましい範囲は、90〜130である。また、樹脂組成物の難燃性をV−0水準に維持する場合には、ポリアミド樹脂100重量部に対し、好ましくはトリアジン系難燃剤が7〜18重量部、臭素系難燃剤が1〜8重量部、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛が0.5〜6重量部である。中でも特に好ましいのは、ポリアミド樹脂100重量部に対し、トリアジン系難燃剤が9〜15重量部、臭素系難燃剤が2〜6重量部、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛が1〜5重量部である。
さらに、厚さが0.8mmの試験片での燃焼試験による難燃性をV−2水準とし、かつ、機械的物性を重視する場合には、ポリアミド樹脂の粘度数は、より好ましくは130を超え180以下である。粘度数が130を越えると、十分満足される機械的物性が得られ易く、180を超えると、溶融流動性が悪くコネクターなどの成型に不適となり、最も好ましくは140〜170である。また、難燃性をV−2水準に維持する場合には、ポリアミド樹脂100重量部に対する各成分の配合量は、好ましくはトリアジン系難燃剤5〜20重量部、臭素系難燃剤8〜25重量部、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛0.5〜8重量部である。ポリアミド樹脂100重量部に対する特に好ましい配合量は、トリアジン系難燃剤8〜16重量部、臭素系難燃剤9〜22重量部、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛0.5〜6重量部である。
また、本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物には、IEC60695−2−13規格によるグローワイヤー着火温度、IEC60112規格による比較トラッキング指数、UL94規格による難燃性、機械的物性などの特性を損なわない範囲で、顔料、染料、核剤、離型剤、安定剤、帯電防止剤、その他の従来から知られている各種添加剤を配合することができる。ただし、本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物に強化剤材を配合すると、引張伸度が低下し、最終的に得られる樹脂組成物の靭性が低下するため、コネクターのロック折れや、ヒンジ特性を低下させる危険がある。従って、本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物には、実質的に強化材を配合しないのが望ましい。本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物の引張強度は、通常50MPa以上であり、引張伸度は、好ましくは4%以上である。引張強度や引張伸度が低すぎると、コネクターとして使用した際に、強度不足となる。
さらに、本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物に、離型剤としてカルボン酸アマイド系ワックスを、好ましくはポリアミド樹脂100重量部に対し0.001〜2重量部、より好ましくは0.005〜0.3重量部配合することができる。これを配合することによって、コネクター製品のグローワイヤー着火温度、比較トラッキング指数、難燃性(UL94規格)を低下させることなく、射出成形法によって製品を製造する際の生産性を高めることができる。カルボン酸アマイド系ワックスとは、高級脂肪族モノカルボン酸と多塩基酸の混合物とジアミンとの脱水反応によって得られるものをいう。
高級脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数16以上の飽和脂肪族モノカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸が好ましく、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、12−ヒドロキシステアリン酸などが挙げられる。多塩基酸としては、二塩基酸以上のカルボン酸で、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ピメリン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸、およびフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、およびシクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキシルコハク酸などの脂環式ジカルボン類が挙げられる。前記ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、トリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。
カルボン酸アマイド系ワックスは、その製造に当って使用する高級脂肪族モノカルボン酸に対する多塩基酸の混合割合を変えることにより任意の軟化点のものが得られる。多塩基酸の混合割合は、高級脂肪族モノカルボン酸2モルに対し0.18〜1.0モルの範囲が好適である。また、ジアミンの使用量は、高級脂肪族モノカルボン酸2モルに対し1.5〜2.0モルの範囲が好適であり、使用する多塩基酸の量に従って変えることができる。使用するカルボン酸アマイド系ワックスとしては、高級脂肪族モノカルボン酸2モルに対し、多塩基酸1モルとジアミン2モルを反応させたものが最も好ましい。
ポリアミド樹脂にトリアジン系難燃剤、臭素系難燃剤、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛を配合する方法としては、樹脂組成物から目的の成形品を製造する直前までの任意の段階で配合する、従来から知られている種々の方法が挙げられる。例えば、(1)ポリアミド樹脂とトリアジン系難燃剤、臭素系難燃剤、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛を単にドライブレンドし、得られるドライブレンド物を溶融・混練し、ペレット化する方法、(2)あらかじめ所定量より多いトリアジン系難燃剤、臭素系難燃剤、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛を、成形材料と同種のポリアミド樹脂に練り込んだマスターペレットを調製し、これを成形材料のポリアミド樹脂とドライブレンドする方法、などが挙げられる。配合時に溶融・混練する場合には、樹脂温度が290℃を超えないように調節するのが好ましい。樹脂温度が290℃を超えると、難燃剤などが分解し、本発明で目的とする難燃性、電気絶縁性を達成することができなくなる。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物を原料樹脂として、コネクターなどの成形品を製造するにあたっては、上記ドライブレンド物やペレット形態のポリアミド樹脂組成物を、従来から知られている成形法、例えば、射出成形法、押出成形法などによって成形し、所望の製品を得ることができる。製品がコネクターであるときは、射出成形法によると、高い生産性で製造することができる。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に記載した例に制限されるものではない。なお、以下の記載の例において、使用した各成分の特性などの詳細は次のとおりである。また、これら成分より構成される樹脂組成物、得られ製品についての評価試験は、以下に記載の方法で行った。
[使用した各成分の略号、物性など]
(A−1)PA6(100):粘度数が100のポリアミド6である。
(A−2)PA6(120):粘度数が120のポリアミド6である。
(A−3)PA6(180):粘度数が180のポリアミド6である。
(A−4)PA66(120):粘度数が120のポリアミド6・6である。
(A−5)PA66(150):粘度数が150のポリアミド6・6である。
(A−6)PA6/66(120):粘度数が120のポリアミド6/6・6(6・6成分が15重量%)である。
(A−7)PA6/66(180):粘度数が180の共重合ポリアミド6/6・6(6・6成分20重量%)である。
(A−1)PA6(100):粘度数が100のポリアミド6である。
(A−2)PA6(120):粘度数が120のポリアミド6である。
(A−3)PA6(180):粘度数が180のポリアミド6である。
(A−4)PA66(120):粘度数が120のポリアミド6・6である。
(A−5)PA66(150):粘度数が150のポリアミド6・6である。
(A−6)PA6/66(120):粘度数が120のポリアミド6/6・6(6・6成分が15重量%)である。
(A−7)PA6/66(180):粘度数が180の共重合ポリアミド6/6・6(6・6成分20重量%)である。
(B)MX44:トリアジン系難燃剤(三菱化学社製、シアヌル酸メラミン、商品名:MX44)である。
(C)臭素系難燃剤:エチレン−ビスペンタブロモベンゼンである。
(D−1)MIC−3:三酸化アンチモン(森六社製、商品名:MIC−3)である。
(D−2)ZB:硼酸亜鉛(ボラックス社製、商品名:ファイヤーブレイクZB )である。
(E)WH255:カルボン酸アマイド系ワックス離型剤(ステアリン酸2モル、アジピン酸1モル、ヘキサメチレンジアミン2モルを重縮合反応させたもの、共栄社化学社製、商品名:WH255)である。
(C)臭素系難燃剤:エチレン−ビスペンタブロモベンゼンである。
(D−1)MIC−3:三酸化アンチモン(森六社製、商品名:MIC−3)である。
(D−2)ZB:硼酸亜鉛(ボラックス社製、商品名:ファイヤーブレイクZB )である。
(E)WH255:カルボン酸アマイド系ワックス離型剤(ステアリン酸2モル、アジピン酸1モル、ヘキサメチレンジアミン2モルを重縮合反応させたもの、共栄社化学社製、商品名:WH255)である。
[各種物性の評価方法]
(1)粘度数:JIS K6933−1999に準拠し、96%濃硫酸を溶媒とし、樹脂濃度を1重量%、温度23℃の条件下で測定した。
(2)グローワイヤー着火温度(℃):IEC60695−2−13規格に準拠し、厚さが3mmの試験片について測定した。
(3)比較トラッキング指数:IEC60112規格に準拠し、厚さが3mmの試験片について測定した。
(4)難燃性:UL−94規格に準拠し、厚さが0.8mmの試験片について測定した。この燃焼試験による難燃性は、V−0水準が良好で、V−2水準はV−0より劣る。
(5)引張強度、引張伸度:厚さが1mmのASTM4号試験片について、引張速度5mm/分の条件で引張試験を行った。
(6)成形性:射出成形機(日本製鋼所製、型式:J75ED)によって、シリンダー温度270℃、32個取りのコネクター(成形品全体の重量35g、コネクター1個の重量0.8g)成形用金型を使用し、射出時間0.4秒、冷却時間4秒のサイクルでコネクターを成形し、製品コネクターが金型キャビティに残るか否かによって、成形性(製品の離型性)を判定した。
(1)粘度数:JIS K6933−1999に準拠し、96%濃硫酸を溶媒とし、樹脂濃度を1重量%、温度23℃の条件下で測定した。
(2)グローワイヤー着火温度(℃):IEC60695−2−13規格に準拠し、厚さが3mmの試験片について測定した。
(3)比較トラッキング指数:IEC60112規格に準拠し、厚さが3mmの試験片について測定した。
(4)難燃性:UL−94規格に準拠し、厚さが0.8mmの試験片について測定した。この燃焼試験による難燃性は、V−0水準が良好で、V−2水準はV−0より劣る。
(5)引張強度、引張伸度:厚さが1mmのASTM4号試験片について、引張速度5mm/分の条件で引張試験を行った。
(6)成形性:射出成形機(日本製鋼所製、型式:J75ED)によって、シリンダー温度270℃、32個取りのコネクター(成形品全体の重量35g、コネクター1個の重量0.8g)成形用金型を使用し、射出時間0.4秒、冷却時間4秒のサイクルでコネクターを成形し、製品コネクターが金型キャビティに残るか否かによって、成形性(製品の離型性)を判定した。
[実施例1〜実施例10、比較例1〜比較例7]
樹脂組成物の構成成分とするポリアミド樹脂と配合剤とを、表−1、表−2、表−3にそれぞれ示す配合量(表中、部とあるのは重量部の意味である。)とし、タンブラーミキサーで混合した。得られた混合物を、二軸押出機(日本製鋼所製、型式:TEX30HCT型、30mmΦ)によって、シリンダー温度240℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量15g/hの条件下で溶融・混練してポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。複数種のポリアミドによって構成される原料ポリアミド樹脂の粘度数は、ペレット化したものについて測定した。グローワイヤー着火温度、比較トラッキング指数、難燃性(UL−94規格)、引張伸度得の評価試験は、得られたペレットから、射出成形機(日本製鋼所製、型式:J75ED)によって、シリンダー温度270℃とし、各々の評価試験項目に応じた試験片を成形した。評価結果を、表−1、表−2および表−3にそれぞれ示した。さらに、成形性を調べたところ、実施例1〜実施例10の樹脂組成物は、製品コネクターが金型キャビティに残らず、成形性が優れていたが、比較例1〜比較例7の樹脂組成物は、製品コネクターが金型キャビティに残り、成形性が優れているとは言えなかった。
樹脂組成物の構成成分とするポリアミド樹脂と配合剤とを、表−1、表−2、表−3にそれぞれ示す配合量(表中、部とあるのは重量部の意味である。)とし、タンブラーミキサーで混合した。得られた混合物を、二軸押出機(日本製鋼所製、型式:TEX30HCT型、30mmΦ)によって、シリンダー温度240℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量15g/hの条件下で溶融・混練してポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。複数種のポリアミドによって構成される原料ポリアミド樹脂の粘度数は、ペレット化したものについて測定した。グローワイヤー着火温度、比較トラッキング指数、難燃性(UL−94規格)、引張伸度得の評価試験は、得られたペレットから、射出成形機(日本製鋼所製、型式:J75ED)によって、シリンダー温度270℃とし、各々の評価試験項目に応じた試験片を成形した。評価結果を、表−1、表−2および表−3にそれぞれ示した。さらに、成形性を調べたところ、実施例1〜実施例10の樹脂組成物は、製品コネクターが金型キャビティに残らず、成形性が優れていたが、比較例1〜比較例7の樹脂組成物は、製品コネクターが金型キャビティに残り、成形性が優れているとは言えなかった。
表−1、表−2および表−3より、次のことが明らかである。
1.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品は、グローワイヤー着火温度が775℃以上、比較トラッキング指数が400V以上で、改訂後のIEC規格に合格する(実施例1〜実施例10参照)。
2.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品は、ポリアミド樹脂の粘度数が80〜130の範囲内の110〜120であるときは、UL−94規格による難燃性がV−0水準で難燃性に優れる(実施例1〜実施例5参照)。
3.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品は、ポリアミド樹脂の粘度数が130〜180の範囲内の160であるときは、UL−94規格による難燃性がV−2水準ではあるが、機械物性が良好である(実施例6〜実施例10参照)。
4.以上、本発明に係る樹脂組成物は、ポリアミド樹脂にトリアジン系難燃剤、臭素系難燃剤、および、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛を特定量配合することにより、難燃性、グローワイヤー着火温度、比較トラッキング指数特性の目標を到達することができる(実施例1〜実施例5参照)。
5.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物は、カルボン酸アマイド系ワックスが配合されているときは、成形性が大幅に向上する(実施例2〜実施例10参照)。
1.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品は、グローワイヤー着火温度が775℃以上、比較トラッキング指数が400V以上で、改訂後のIEC規格に合格する(実施例1〜実施例10参照)。
2.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品は、ポリアミド樹脂の粘度数が80〜130の範囲内の110〜120であるときは、UL−94規格による難燃性がV−0水準で難燃性に優れる(実施例1〜実施例5参照)。
3.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品は、ポリアミド樹脂の粘度数が130〜180の範囲内の160であるときは、UL−94規格による難燃性がV−2水準ではあるが、機械物性が良好である(実施例6〜実施例10参照)。
4.以上、本発明に係る樹脂組成物は、ポリアミド樹脂にトリアジン系難燃剤、臭素系難燃剤、および、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛を特定量配合することにより、難燃性、グローワイヤー着火温度、比較トラッキング指数特性の目標を到達することができる(実施例1〜実施例5参照)。
5.本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物は、カルボン酸アマイド系ワックスが配合されているときは、成形性が大幅に向上する(実施例2〜実施例10参照)。
6.臭素系難燃剤、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛が配合されていない比較例1、および、比較例2の樹脂組成物から得られる成形品は、グローワイヤー着火温度がそれぞれ725℃、750で、改訂後のIEC規格には合格しない。
7.難燃剤として臭素系難燃剤のみが配合され、または、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛が配合されない比較例3および比較例4の樹脂組成物から得られる成形品は、臭素系難燃剤が請求項1で規定する範囲を超えて配合したときには、グローワイヤー着火温度が775で、改訂後のIEC規格に合格するが、比較トラッキング指数が225Vで改訂後のIEC規格に合格せず、臭素系難燃剤が請求項1で規定する範囲内では、グローワイヤー着火温度が750で、改訂後のIEC規格には合格しない。
7.難燃剤として臭素系難燃剤のみが配合され、または、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛が配合されない比較例3および比較例4の樹脂組成物から得られる成形品は、臭素系難燃剤が請求項1で規定する範囲を超えて配合したときには、グローワイヤー着火温度が775で、改訂後のIEC規格に合格するが、比較トラッキング指数が225Vで改訂後のIEC規格に合格せず、臭素系難燃剤が請求項1で規定する範囲内では、グローワイヤー着火温度が750で、改訂後のIEC規格には合格しない。
本発明に係る難燃性ポリアミド樹脂組成物は、以上詳細に説明したとおり、難燃性および電気絶縁性に優れることから電気的安全性が高く、電気機器相互間または機器内部で、電気・電子回路を接続するデバイスとして、家電製品、通信機器、OA機器、コンピューター、カーエレクトロニクス機器などの部品として広く使用されるコネクター製造用材料として有用である。また、本発明に係るコネクターは、複数本の電線やケーブルなどをコネクターに挿入できる構造にすることができ、電線やケーブルが挿入されたコネクターは、電線やケーブルを電気的に高い安全性で固定することができる。
Claims (10)
- ポリアミド樹脂100重量部に対し、トリアジン系難燃剤5〜20重量部、臭素系難燃剤1〜25重量部、および、アンチモン化合物および/または硼酸亜鉛0.1〜8重量部が配合されてなることを特徴とする、難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- さらにカルボン酸アマイド系ワックス0.001〜2重量部が配合されてなる、請求項1に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂が、粘度数が80〜180の範囲のものである、請求項1または請求項2に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- 実質的に強化材が配合されていない、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- 厚さが3mmの試験片で、IEC60695−2−13規格によるグローワイヤー着火温度が775℃以上であり、かつ、IEC60112規格による比較トラッキング指数が400V以上である、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂が、粘度数が80以上130以下の範囲のものである、請求項1または請求項2に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- 厚さが0.8mmの試験片で、UL94規格による難燃性がV−0水準である、請求項6に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂が、粘度数が130を超え180以下のポリアミド樹脂である、請求項1または請求項2に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- 厚さが0.8mmの試験片で、UL94規格による難燃性がV−2水準である、請求項8に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物によって構成されてなることを特徴とする、コネクター。
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|---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-12-02 JP JP2004349405A patent/JP2005200636A/ja active Pending
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