JP3352004B2 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気部品、自動車
部品、住宅設備部品、建築材料、家庭電化製品等の耐候
性と難燃性が必要とされる用途に好適に用いられる難燃
性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂は、着火し易い、
燃えやすいという欠点を有するため、種々の難燃化が施
されている。特に電気部品、自動車部品、住宅設備部
品、建築材料、家庭電化部品等の用途においては、高度
の難燃化が要求される傾向にある。

【０００３】一般にポリオレフィン系樹脂を難燃化する
方法としては、ポリオレフィン系樹脂に有機ハロゲン化
合物等の難燃剤と三酸化アンチモン等の難燃助剤とを添
加することにより行われる。

【０００４】一方、ポリオレフィン系樹脂は、光に対す
る耐性が低いため、屋外部品や蛍光灯部品等の用途にお
いては、種々の耐候性付与が施されている。一般にポリ
オレフィン系樹脂に耐候性を付与する方法としては、紫
外線吸収剤等の耐候剤を配合することにより行われてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
には、ポリオレフィン系樹脂に難燃性と耐候性とを同時
に付与するため上記した難燃剤と耐候剤とを併用した
際、難燃剤と耐候剤とが相殺し、耐候性があまり向上し
ないといった問題があり、さらに耐候剤の添加量を増量
しても耐候性の向上は望めず、逆に難燃性の低下や得ら
れる製品の機械的強度等の物性低下を来たすといった問
題点があった。

【０００６】上記問題点を解決する方法として、特開平
６−１２８４２３号公報には、ポリオレフィンにハロゲ
ン系難燃剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤およびヒド
ロキシベンゾエート系紫外線吸収剤を配合したポリオレ
フィン組成物が開示されている。また、特開平８−１０
９２８７号公報には、ポリオレフィンにトリス（臭素化
ネオペンチル）ホスフェート、三酸化アンチモン、Ｎ−
メチル置換ヒンダードアミン化合物を配合したポリオレ
フィン組成物が開示されている。

【０００７】一方で、近年、電気部品、自動車部品、住
宅設備部品、建築材料、家庭電化製品等の用途におい
て、難燃性と耐候性のみならず、高度の熱安定性をも兼
ね備えることが要求されている。

【０００８】しかしながら、特開平６−１２８４２３号
公報や特開平８−１０９２８７号公報記載のポリオレフ
ィン組成物では、難燃性と耐候性とを兼ね備えるもの
の、熱安定性については、未だ改良の余地があった。

【０００９】したがって、ポリオレフィン系樹脂を難燃
化した樹脂組成物において、難燃性を維持しつつ、耐候
性を付与し、さらには熱安定性をも兼ね備えることが課
題となっていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した課
題を解決した樹脂組成物、即ち難燃性、耐候性および熱
安定性に優れた難燃性樹脂組成物を得るべく鋭意研究し
た結果、ポリオレフィン系樹脂に特定の難燃剤、難燃助
剤及び特定の光安定剤を配合すると、難燃性と耐候性の
両者が向上し、しかも熱安定性も向上するという知見を
見い出し本発明を完成するに至ったものである。

【００１１】即ち、本発明はポリオレフィン系樹脂１０
０重量部、上記特定の難燃剤としてビス（ペンタブロモ
フェニル）アルカン２０〜１００重量部、難燃助剤５〜
３０重量部及び、式（１）の官能基を分子中に持つ光安
定剤０．１〜５重量部からなることを特徴とする樹脂組
成物である。

【００１２】

【化２】

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるポリオレフィ
ン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、エチレン、
１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテ
ン、１−ヘキサン等のα−オレフィンとプロピレンのラ
ンダム、ブロック、グラフト共重合体、上記α−オレフ
ィンの単独重合体、または上記重合体の混合物等をあげ
ることができる。さらに、上記の共重合体には、本発明
の効果を損なわない範囲で、例えば、１０モル％以下で
α−オレフィン以外のモノマー、例えば、無水マレイン
酸等が共重合成分として含まれても良い。

【００１４】上記した中でも、本発明の効果を勘案する
と、プロピレン単独重合体、α−オレフィンとプロピレ
ンとのランダム、ブロック共重合体、または、これら重
合体の混合物等のポリプロピレン系樹脂が好適である。

【００１５】本発明で用いられるビス（ペンタブロモフ
ェニル）アルカンは、従来公知の化合物が使用できる。
その中でも、特にアルカン部分の炭素数が１〜３の化合
物が優れた難燃性を示すために好適である。具体的に例
示すれば、１，１−ビス（ペンタブロモフェニル）メタ
ン、１，２−ビス（ペンタブロモフェニル）エタン、
１，３−ビス（ペンタブロモフェニル）プロパン等を挙
げることができ、その中でも、１，２−ビス（ペンタブ
ロモフェニル）エタンが最も好適である。

【００１６】ビス（ペンタブロモフェニル）アルカンの
配合量としては、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に
対して、２０〜１００重量部でなければならず、３０〜
８０重量部であることが好ましい。ビス（ペンタブロモ
フェニル）アルカンの配合量が、２０重量部より少ない
場合は、十分な難燃性が得られず、また、１００重量部
より多い場合は、それ以上難燃性が向上せず、逆に成形
性、耐衝撃性の低下や比重の増加等があるだけでなく、
さらには安定的な混練作業が困難となり好ましくない。

【００１７】本発明に用いられる難燃助剤としては、三
酸化アンチモン等のアンチモン化合物、ホウ酸亜鉛及び
ホウ砂等のホウ素化合物を挙げることができる。中で
も、本発明の効果を勘案すると、三酸化アンチモンが好
適である。難燃助剤の配合量は、ポリオレフィン系樹脂
１００重量部に対して、５〜３０重量部でなければなら
ず、７〜２５重量部であることが好ましい。難燃助剤の
配合量が５重量部より少ない場合は、十分な難燃性が得
られず、また、３０重量部より多い場合は、それ以上難
燃性の向上が望めないうえに、比重の増加や耐衝撃性の
低下があり好ましくない。

【００１８】本発明の組成物において、さらに無機充填
剤を併用することにより、難燃性をより向上させること
ができる。本発明で用いられる無機充填剤は、ポリオレ
フィン系樹脂の充填剤として公知の無機充填剤、例えば
タルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラ
ス繊維、水酸化マグネシウム等が何等制限なく使用でき
る。その中でも、本発明の効果を勘案すると、タルク、
水酸化マグネシウムが好適である。

【００１９】上記無機充填剤の配合量としては、オレフ
ィン系樹脂１００重量部に対し、１５〜１５０重量部で
あることが好ましく、２０〜１３０重量部であることが
より好ましい。無機充填剤の配合量が１５重量部より少
ない場合は、十分に難燃性を向上させることができない
ため好ましくない。また、無機充填剤の配合量が１５０
重量部より多い場合は、逆に難燃性が低下する傾向にあ
るだけでなく、比重の増加や耐衝撃性の低下といった問
題があるため好ましくない。

【００２０】本発明のポリオレフィン組成物において、
上記した特定の難燃剤、難燃助剤と、さらに式（１）の
官能基を分子中に持つ光安定剤とを組み合わせることに
より、従来では達成することができなかった難燃性と耐
候性、さらには熱安定性を兼ね備えたポリオレフィン組
成物を得ることができる。

【００２１】

【化３】

【００２２】本発明に用いられる光安定剤は、式（１）
のピペリジン環構造の官能基を分子中に持つ化合物であ
れば、公知のものを何ら制限なく用いることができる
が、その中でも、下記式（２）から（６）に示される化
合物が好適であり、式（２）で示した光安定剤が最も好
適である。

【００２３】

【化４】

【００２４】

【化５】

【００２５】（ただし、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、水素原子または上
記Ｒで示される基であり、少なくとも一つがＲで示され
る基である。）

【００２６】

【化６】

【００２７】

【化７】

【００２８】

【化８】

【００２９】上記光安定剤の配合量としては、ポリオレ
フィン系樹脂１００重量部に対して、０．１〜５重量部
でなければならず、０．２〜３重量部であることが好ま
しい。上記光安定剤の配合量が０．１重量部より少ない
場合は、耐候性や熱安定性を十分に発揮することができ
ず、また、５重量部より多い場合は、それ以上耐候性や
熱安定性が向上しないだけでなく、機械的強度等の物性
低下、または、コスト増の要因となるため好ましくな
い。

【００３０】本発明のポリオレフィン組成物は、上記説
明のように難燃性、耐候性及び熱安定性に優れたもので
あるが、さらに帯電防止剤を添加することにより、従来
の難燃性ポリオレフィンでは望めなかった難燃性、耐候
性、熱安定性を兼ね備えながら、帯電防止性を付与する
ことができる。

【００３１】本発明に用いられる帯電防止剤は、Ｎ−ア
シルアミノ酸またはその塩、アルキルエーテルカルボン
酸塩等の陰イオン界面活性剤、脂肪族アミン塩、脂肪族
４級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤、カルボキ
シベタイン、イミダゾリニウムベタイン、アミノカルボ
ン酸塩等の両性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテ
ル等のエーテル型の、ポリオキシエチレングリセリン脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エ
ステル等のエーテルエステル型の、ポリエチレングリコ
ール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ソルビタ
ン脂肪酸エステル等のエステル型の脂肪酸アルカノール
アミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシ
エチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド等
の非イオン界面活性剤、またはフッ素系界面活性剤を使
用することができ、これら２種以上を混合して用いても
よい。その中でも、非イオン界面活性剤である、脂肪酸
アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミ
ド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミ
ンオキサイド、またはこれらの混合物が特に好適であ
る。

【００３２】帯電防止剤の配合量は、ポリオレフィン系
樹脂１００重量部に対して、０．１〜３重量部であるこ
とが好ましく、０．２〜２重量部であることがより好ま
しい。帯電防止剤の配合量が０．１重量部より少ない場
合は、十分な帯電防止効果が得られない。また、帯電防
止剤の配合量が３重量部より多い場合は、それ以上帯電
防止効果が向上しないだけではなく、得られる製品の機
械的強度等の物性低下及び、多量の帯電防止剤のブリー
ドアウトにより外観を損ない好ましくない。

【００３３】本発明において、上記した帯電防止剤を配
合した組成物にさらにエチレン−酢酸ビニル共重合体を
添加すると、熱安定性及び帯電防止性をより向上させる
ことができ、さらに耐衝撃性を改良することもできる。

【００３４】本発明に用いられるエチレン−酢酸ビニル
共重合体は、従来公知のものが使用できるが、その中で
も、酢酸ビニルに基づく単量体単位が２０〜３０ｗｔ％
のものが好ましい。酢酸ビニルに基づく単量体単位が２
０ｗｔ％より少ない場合は、熱安定性や帯電防止性を十
分に向上させることができないため好ましくない。ま
た、酢酸ビニルに基づく単量体単位が３０ｗｔ％より多
い場合は、成形性や剛性等機械的特性が低下するだけで
なく、混練作業が困難となり好ましくない。

【００３５】エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合量
は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、２〜
２０重量部であることが好ましく、５〜１５重量部がよ
り好ましい。

【００３６】エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合量が
２重量部より少ないと、熱安定性や帯電防止性をさらに
向上させることができず、また耐衝撃性改良効果も十分
に向上させることできない。

【００３７】また、エチレン−酢酸ビニル共重合体の配
合量が２０重量部より多いと、それ以上熱安定性や帯電
防止性の向上は望めず、逆に剛性等機械的物性の低下や
コスト増の要因ともなって好ましくない。

【００３８】本発明の難燃性樹脂組成物は、前記した成
分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応
じて従来公知の安定剤、染料や顔料等の着色剤、滑剤、
核剤、ブルーミング防止剤等を含有してもよい。

【００３９】本発明の難燃性樹脂組成物を調製する各成
分の配合順序、混合方法等は特に限定されず、一般にタ
ンブラー式ブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミ
キサー、リボンミキサー等を用いて常法により行われ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明の難燃性樹脂組成物は、ＵＬ９４
規格におけるＶ−２、Ｖ−１、更には、Ｖ−０という難
燃性までを有し、同時に高い耐候性及び熱安定性を有す
る。本発明の効果を生ずる機構は定かではないが、本発
明で用いた光安定剤が、耐候性だけでなく熱安定性の向
上効果にも寄与するものと考えられる。

【００４１】また同時に帯電防止剤を併用することによ
り、難燃性、耐候性、熱安定性を兼ね備えつつ、帯電防
止性を付与することができ、さらに、エチレン−酢酸ビ
ニル樹脂を配合することにより、難燃性と高い耐候性を
維持したまま熱安定性及び帯電防止性の両者をさらに向
上することができる。

【００４２】

【実施例】本発明を更に具体的に説明するために以下に
実施例および比較例を掲げて説明するが、本発明はこれ
らの実施例に制限されるものではない。なお、実施例お
よび比較例で示した記号は以下の通りである。

【００４３】１．ポリオレフィン Ａ：エチレン−プロピレンブロックコポリマー（メルト
フローレイト ２３ｇ／１０ｍｉｎ、エチレン含有量
２．０ｗｔ％） Ｂ：エチレン−プロピレンブロックコポリマー（メルト
フローレイト １．５ｇ／１０ｍｉｎ、エチレン含有量
２．５ｗｔ％） Ｃ：プロピレンホモポリマー（メルトフローレイト １
０ｇ／１０ｍｉｎ） ２．無機充填剤 Ｄ：タルク Ｅ：水酸化マグネシウム ３．難燃剤 Ｆ：テトラブロモビスフェノールＡビス（２，３−ジブ
ロモプロピル）エーテル Ｇ：テトラブロモビスフェノールＢビス（２，３−ジブ
ロモプロピル）エーテル Ｈ：１，２−ビス（ペンタブロモフェニル）エタン ４．難燃助剤 Ｉ：三酸化アンチモン ５．耐候剤 Ｊ：２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキ
シフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール

【００４４】

【化９】

【００４５】Ｋ：２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−
３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート

【００４６】

【化１０】

【００４７】Ｌ：ビス（２，２，６，６，−テトラメチ
ル−４−ピペリジル）セバケート

【００４８】

【化１１】

【００４９】Ｍ：テトラキス（１，２，２，６，６−ペ
ンタメチル−４−ピペリジル）１，２，３，４−ブタン
テトラカルボキシレート

【００５０】

【化１２】

【００５１】Ｎ：ポリ［｛６−（１，１，３，３−テト
ラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−
２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−
４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，
６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］

【００５２】

【化１３】

【００５３】（ｎ＝４〜７） ６．帯電防止剤 Ｏ：ジエタノールアルキルアミン２０ｗｔ％含有グリセ
リン脂肪酸エステル（ライオン（株）製、商品名アーモ
スタット５１１） Ｐ：グリセリン脂肪酸エステル（花王（株）製、商品名
エレクトロストリッパーＴＳ−５） Ｑ：アルキルジエタノールアマイドとグリセリン脂肪酸
エステルの混合物（花王（株）製、商品名エレクトロス
トリッパーＨＳ−１２） ７．エチレン−酢酸ビニル共重合体 Ｒ：エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニルに基づ
く単量体単位 ２５ｗｔ％） 実施例及び比較例 難燃性樹脂組成物の調製及び試験方法は、以下のように
して行い、その結果を表１に示した。

【００５４】（１）予備混合 ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、表１の難
燃剤、難燃助剤、耐候剤、無機充填剤及びトリス（２，
４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト（旭電化工
業製、商品名アデカスタブ２１１２）：０．３％、３−
（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾー
ル（旭電化工業製、商品名アデカスタブＣＤＡ−１）：
０．０５％を配合しヘンシェルミキサーで予備混合し
た。

【００５５】（２）ペレット化 上記混合物をベント付き５０ｍｍ押出機を用いてペレッ
ト化した。

【００５６】（３）試験片の作成 （ア）燃焼試験片及び帯電性試験用板、耐候試験用板の
作成 上記ペレットから、射出成形法によりＵＬ９４に準拠し
た燃焼試験片（厚さ１／１６インチ）と帯電性試験用と
して８０ｍｍφ×１ｍｍｔの板、また、耐候試験用とし
て４０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍｔの板を作成した。

【００５７】（イ）耐熱安定性試験片の作成 （ア）で得られた燃焼試験片を用い５０ｍｍ×３５ｍｍ
×０．５ｍｍｔの板をプレス成形法で成形した。

【００５８】（４）効果試験 実施各例及び比較各例は、下記（ア）、（イ）、
（ウ）、（エ）の試験を行い結果を表１に示した。

【００５９】（ア）燃焼試験 ＵＬ９４規格に準拠し、上記（３）（ア）の方法で作成
した試験片を使用し、燃焼試験により難燃性区分を判定
した。難燃性区分は、難燃性の低い順からＨＢ、Ｖ−
２、Ｖ−０となっている。

【００６０】（イ）耐候試験 ＪＩＳ−Ａ１４１５に準拠した促進暴露試験装置を用い
て、上記（３）（ア）の方法で作成した耐候試験用板に
促進暴露を行い、表面微小クラックが発生するまでの時
間を測定した。従って、時間の長い方が良好な耐候性を
示している。

【００６１】（ウ）帯電性試験 ＡＳＴＭＤ２５７に準拠し、上記（３）（ア）の方法で
作成した試験片を使用し、射出成形後７２時間状態調節
後に測定した。値が小さい方が良好な帯電防止性を示
す。

【００６２】（エ）耐熱安定性 ＪＩＳ−Ｋ７２１２に準拠し、上記（３）（イ）の方法
で作成した試験片を使用し、微小クラックが発生するま
での時間を測定した。従って、時間の長い方が良好な熱
安定性を示す。

【００６３】

【表１】

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン系樹脂１００重量部、ビス
   （ペンタブロモフェニル）アルカン２０〜１００重量
   部、難燃助剤５〜３０重量部、及び下記（１）式の官能
   基を分子中に持つ光安定剤０．１〜５重量部からなるこ
   とを特徴とする難燃性樹脂組成物。 【化１】
2. 【請求項２】請求項１記載の組成物にさらに、帯電防止
   剤０．１〜３重量部を配合する事を特徴とする難燃性樹
   脂組成物。
3. 【請求項３】請求項２記載の組成物にさらに、エチレン
   −酢酸ビニル共重合体２〜２０重量部を配合する事を特
   徴とする難燃性樹脂組成物。