JPH02284940A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は難燃性樹脂組成物に関し、さらに詳しく言うと
、燃焼時にハロゲンガスを発生することがないとともに
、難燃性、成形性等に優れ、しかも高い機械的強度を有
していて、たとえば自動車部品成形材料、電子機器部品
成形材料などの種々の用途に好適に利用することのでき
る難燃性樹脂組成物に関する。

［従来技術および発明が解決しようとする課題］たとえ
ば自動車部品、電子機器部品等の成形材料に用いられる
樹脂組成物には、燃焼時にハロゲンガスを発生しないノ
ンハロゲン化への要求が高まるに至っている。

そして、ハロゲン系難燃剤を用いないで、樹脂を難燃化
する方法としては、たとえば、ポリオレフィン樹脂に粒
状の水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムを多量に
配合する方法が知られている（特開昭５７−１０８９８
号公報、同５８−７９０４０号公報、同５９−２０２３
４３号公報、同８０−１１０７３８号公報、同８０−１
４７４８３号公報、同６１−３４０３８号公報、同６１
２４３８０５号公報等参照）。

しかしながら、これらの方法においては、ある程度難燃
化の目的を達成することはできるものの、多量の水酸化
物系粒状無機フィラーを配合するために、引張強度や曲
げ強度などの機械的強度の大幅な低下を免れないという
欠点がある。

本発明は、前記の事情に基いてなされたものである。

本発明の目的は、燃焼時にハロゲンガスを発生すること
がないとともに、難燃性、成形性等に優れ、しかも高い
機械的強度を有していて、たとえば自動車部品成形材料
、電子機器部品成形材料などの種々の用途に好適に利用
することのできる難燃性樹脂組成物を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討を重ね
た結果、ポリプロピレンと、ガラス繊維と、特定形状の
繊維状水酸化マグネシウムおよび／またはゾノトライト
と、酸変性ポリオレフベインとを所定の割合で配合して
なる樹脂組成物は、燃焼時にハロゲンガスを発生するこ
とがないとともに、難燃性、成形性等に優れ、しかも高
い機械的強度を有することを見い出して、本発明に到達
した。

本発明の構成は、　（Ａ）ポリプロピレン２０〜８０重
量％、　（Ｂ）ガラス繊！１５〜４０重量％、および（
Ｃ）繊維状水酸化マグネシウムおよび／またｃ＜ｍ！ｌ
状ゾノトライト１５〜６０重量％を含有してなる組成物
１００重量部に対し、（Ｄ）酸変性ポリオレフィン０．
１〜１０重量部を配合してなることを特徴とする難燃性
樹脂組成物である。

以下に本発明の難燃性樹脂組成物について、詳述する。

（Ａ）成分について 本発明の難燃性樹脂組成物においては、　（Ａ）成分と
してポリプロピレンが用いられる。

前記ポリプロピレンとしては、たとえばプロピレン単独
重合体、プセピレンーエチレンブロック共重合体やラン
ダム共重合体、プロピレン−エチレン−ジエン化合物共
重合体などを挙げることができる。

これらの中でも、メルトインデックスが、通常、８以上
、好ましくは１０のプロピレン単独重合体、エチレン単
位の含有率が７重量％以下のプロピレン−エチレンブロ
ック共重合体が好適である。

これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合
わせて用いてもよい。

Ω工」１外≦二とへ工 本発明の難燃性樹脂組成物においては、（Ｂ）成分とし
てガラス繊維が用いられる。

前記ガラス繊維の種類については、特に制限はなく、従
来よりガラス繊維強化熱可塑性樹脂に慣用されているも
の、たとえばＥガラス繊維、Ａガラス繊維、Ｃガラス繊
維等のいずれを用いてもよいし、これらを組み合わせて
用いてもよいが、好ましいのはＥガラス繊維である。

前記ガラス繊維は、その平均径が、通常、５〜２０ｇｍ
、好ましくは６〜１５ｇ、ｍであり、そのカット長は、
通常、　０．０５〜１０厘腸、好ましくは０．５〜６腸
層、特に好ましくは１〜３腸■の範囲にあることが望ま
しい、平均径が５７１ｍ未満のものやカット長が１０層
腸を超えるものでは混線時や成形時に折れるおそれがあ
るし、平均径が２０ＪＬｍを超えるものやカット長が０
．０５麿■未渦のものでは機械的強度、剛性の向上が充
分ではないことがある。

前記ガラス繊維はそのまま用いることができるが、マト
リックス樹脂との親和性を向上させ、機械的強度をより
高める目的で、通常、ガラス繊維の表面処理剤として用
いられているもの、例えばシラン系カップリング剤、チ
タネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリン
グ剤、クロム系カップリング剤、ホウ素系カップリング
剤等の各種カップリング剤で表面処理したものを用いる
こともできる。

これら各種のカップリング剤の中でも、好ましいのは、
たとえば、ビニルシラン系カップリング剤［例：ビニル
トリス（２−メトキシエトキシ）シラン］、アミノシラ
ン系カップリング剤（例：γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン）、エポキシシラン系カップリング剤（例：
γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン）、アク
リルシラン系カップリング剤（例：γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン）などのシラン系カップリ
ング剤であり、特に好ましいのはアミノシラン系カップ
リング剤である。

匹ＬＪＪしＬλ吐工 本発明の難燃性樹脂組成物においては、（Ｃ）成分とし
て繊維状水酸化マグネシウムおよび／または繊維状ゾノ
トライトが用いられる。

前記繊維状水酸化マグネシウムとしては、平均繊維径お
よびアスペクト比が下記の範囲にあるものを好適に用い
ることができる。

前記繊維状ゾノトライトは、次式； ％式％） （ただし、式中、Ｘは６未満の数である。）で表わされ
るケイ酸カルシウム水和物であるゾノトライトからなる
。

前記繊維状水酸化マグネシウムおよび／または繊維状ゾ
ノトライトは、その平均繊！ｌ径が、通常、（１，１〜
３ｐｍ、好ましくは０．２−１ｇｍである。この平均繊
維径が０．１　Ｂｍ未満であると、嵩比重が小さくなり
過ぎ、混練が困難になることがある。一方、３ＩＬｍを
超えると、機械的強度の低下を招くことがある。

前記ｍ＃Ｉ状水酸化マグネシウムおよび／または繊維状
ゾノトライトは、そのアスペクト比が、通常、１０〜２
００　、好ましくは１５〜１００である。このアスペク
ト比が１０未満であると、充分な機械的強度を得ること
ができないことがある。一方、２００を超えると、嵩比
重が小さくなり過ぎ、混線が困難になることがある。

本発明の難燃性樹脂組成物においては、前記繊維状水酸
化マグネシウムおよび／または繊維状ゾノトライトが、
平均粒子径０．１〜５１、嵩比重０．１５〜０．４とな
るように造粒されたちの奢用いることもできる。

前記繊維状水酸化マグネシウムおよび／または繊維状ゾ
ノトライトを造粒して用いる場合、平均粒子径および嵩
比重が前記の範囲を逸脱すると、単軸押出機や二軸押出
機などで混練することが困難となり、ロールやバンバリ
ーミキサ−などで逐次的に充填しなければならず、ｍ維
が著しく破壊して強度の低下を生じることがある。

造粒の方法としては、たとえば所定量の水を入れた攪拌
槽に、前記繊維状水酸化マグネシウムおよび／または繊
維状ゾノトライトを投入して、その凝集体を解砕し、水
分を分離した後、ゲル状になったものを０．１〜５腸層
径の穴より押出して粒状用したのち、これをオーブンな
どで乾燥する方法などを採用することができる。

本発明の難燃性樹脂組成物は、前記（Ａ）成分。

（Ｂ）成分および（Ｃ）成分からなる組成物と、後に詳
述する（Ｄ）成分とからなる。

前記組成物において、（＾）Ｉ＆分である前記ポリプロ
ピレンの配合割合は２０〜６０重量％、好ましくは３５
〜５５重量％である。この割合が２０重量％未満である
と、流動性が低下し、外観が悪くなったり、衝撃強度が
充分ではないことがある。一方、６０重址％を超えると
、Ｊａ械的強度、剛性が低下したり、難燃性が劣ったり
することがある。

前記組成物において、（Ｂ）成分である前記ガラス繊維
の配合割合は５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重
量％である。この割合が５重量％未満であると、機械的
強度、剛性が不足することがある。一方、４０重量％を
超えると、流動性が低下し、外観が悪くなることがある
。

前記組成物において、（Ｃ）成分である前記繊維状水酸
化マグネシウムおよび／または繊維状ゾノトライトの配
合割合は１５〜６０重量％、好ましくは２０〜５５重量
％である。この割合が１５重量％未満であると、難燃化
効果が充分に奏されないことがある。一方、８０重量％
を超えると、流動性が低下し、外観が悪くなるとともに
、衝撃強度の低下を招いたりすることがある。

（Ｄ）成分について 本発明の難燃性樹脂組成物は、前記（Ａ）成分、（Ｂ）
成分および（Ｃ）成分からなる前記組成物１００重量部
に対し、さらに（Ｄ）成分として酸変性ポリオレフィン
０．１〜ｌＯ重量部を配合してなる。

前記酸変性ポリオレフィンとしては、たとえば不飽和カ
ルボン酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン
を好適に用いることができる。

前記酸変性ポリオレフィンに用いられるポリオレフィン
としては、たとえばプロピレン単独重合体、プロピレン
−エチレンブロック共重合体やランダム共重合体などの
ポリプロピレン系樹脂が好ましい。

前記酸変性ポリオレフィンに用いられる不飽和カルボン
酸としては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコ
ン酸、ソルビン酸、メサコン酸、アンゲリカ酸などが挙
げられる。

また、前記不飽和カルボン酸の誘導体としては、たとえ
ば酸無水物、エステル、アミド、イミド、金属塩などが
挙げられる。さらに具体的には、たとえば無水マレイン
酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、アクリル酸メ
チル、メタクリ・ル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ブチル、マレイン酸モノエチルエステル、アクリ
ルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイミド、Ｎ−ブ
チルマレイミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸
ナトリウムなどを挙げることができる。

これらの中でも、好ましいのはアクリル酸、無水マレイ
ン酸である。

前記不飽和カルボン酸またはその誘導体によって、前記
ポリオレフィンを変性する方法には、特に制限はなく、
たとえば公知の種々の方法をいずれも採用することがで
きる。

たとえば、ポリオレフィンと無水マレイン酸などとを、
溶媒の存在下あるいは不存在下でラジカル開始剤を添加
し、加熱することにより行なうことができる０反応に際
しては、スチレンなどの他のビニルモノマーあるいは液
状ゴム、熱可塑性ゴムなどのゴム類を共存させてもよい
。

前記酸変性ポリオレフィンの酸付加量は、通常、０．１
〜１５重量％、好ましくは０．５〜ＩＯ重量％である。

前記酸変性ポリオレフィンの配合割合は、前記組成物１
００重量部に対し１通常、０．１−１０重量部、好まし
くは、１〜５重量部である。この割合が０．１　ｉｉ部
未満であると、機械的強度の向上が充分ではないことが
ある。一方、１０重量部を超えても、それに相当する効
果は奏されないことがあり、かえって機械的強度の低下
を招くことがある。

火五進 前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分および（Ｄ）
成分からなる本発明の難燃性樹脂組成物は、そのメルト
インデックス（ＭＩ）が、通常、３〜２０ｇ／１０分、
好ましくは４〜１５ｇ／１０分である。

このメルトインデックスが３ｇ７１０分未満であると、
流動性が低下し、外観が著しく不良になることがある。

一方、２０　ｇ　／　１０分を超えると、衝撃強度が低
下することがある。

なお、メルトインデックスを前記の範囲に調整するには
、たとえばアルキルヒドロペルオキシド、過酸化ジアル
キル、過酸化ジアシル、過酸エステル、アルキリデンペ
ルオキシドなどの有機過酸化物を用いることができる。

前記有機過酸化物の使用量は、所望のメルトインデック
スによっても異なるので、−様に規定することはできな
いが、本発明の難燃性樹脂組成物１００重量部に対し、
通常、０．０１〜１．０重量部程度である。

本発明の難燃性樹脂組成物は、前記（Ａ）成分。

（Ｂ）　ＪＡ分、　（Ｃ）　ｍ分および（［１）　ＪＲ
，分とともに、さらに（Ｅ）　ｒ＆分として、たとえば
カーボンブラック、赤リン、有機リン化合物（例；リン
酸トリアルキル、酸性リン酸エステル、ジチオリン酸ジ
アルキル、チオリン酸ジアルキルクロリド、ホスホン酸
トリアルキル、リン酸トリアミド、ホスホニウム塩等）
、酸化アンチモン（Ｉｆｆ）　Ｓｂ２Ｏ２，はう酸塩（
例；オルトはう酸マグネシウム、ピロはラ酸マグネシウ
ム、ホウ酸、五はう酸カリウム等）、バリウム塩（例：
炭酸バリウム、硫酸バリウム、クロム酸バリウム、シュ
ウ酸バリウム等）、ジルコニウム化合物（例；塩化ジル
コニウム、臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム等）
などの難燃性向上剤を含有していてもよい。

これらの各種難燃性向上剤は、１種単独で用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

前記（Ｅ）成分を用いる場合の配合割合は、前記（Ａ）
　ｍ分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の合
計１００重量部に対し、前記（Ｅ）成分が、通常、０．
５〜２０重量部、好ましくは１−１０重量部である。こ
の配合割合が０．５重量部未満であると、難燃性を向上
させる所期の効果が充分に奏されないことがある。一方
、２０重量部を超えると、機械的強度、剛性の低下を招
くことがある。

−調製方法− 本発明の難燃性樹脂組成物の調製方法については、特に
制限はなく、たとえば従来よりガラス繊維強化ポリオレ
フィン樹脂組成物の調製において慣用されている方法を
用いることができる。

たとえば、予め所定量の各成分をリボンブレンダーやＶ
型ブレンダーなどを用いてプリブレンドした後、混線機
を用いて、通常１８０〜２５０℃の範囲の温度において
溶融混練することにより、調製することができる。もち
ろん、これらの調製方法に限定されるものではなく、混
合及び溶融混線の際の各成分の添加、混合順序について
は任意に選択することができる。なかでも、前記ガラス
繊維以外の各成分を前記と同様にプリブレンドした後、
混練機に供給し、ガラス繊維を混線機の途中から供給し
て、前記と同様に溶融混練することにより、調製するこ
とが好ましい。

前記混線機としては、例えば単軸押出機、多軸押出機な
どのスクリュー式押出様、エラスチック押出機、ハイド
ロダイナミック押出機、ラム式連続押出機、ギヤ式押出
機などを挙げることができるが、これらの中でも、スク
リュー式押出機、二軸押出機が好ましく、二輪押出機は
特に好ましい。

本発明の難燃性樹脂組成物から成形品を製造する際の成
形法としては、たとえば、射出成形法、押出し成形法、
中空成形法、圧縮成形法、積層成形法、ロール加工法、
延伸加工法、スタンプ加工法などの種々の成形法を採用
することができる。

本発明の難燃性樹脂組成物は、たとえば自動車部品成形
材料、電子機器部品成形材料などの種々の用途に好適に
利用することができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例および比較例を示し、本発明につ
いてさらに具体的に説明する。

（実施例１） エチレン−プロピレンブロック共重合体（エチレン単位
含有率５重量％、Ｍ　Ｉ　＝　８　ｇ／１０分）４０重
量部、繊維状水酸化マグネシウム３０重量部および酸変
性ポリプロピレン（無水マレイン酸付加量５！ｉ量％）
２重量部を、■型ブレンダーを用いてブレンドした後、
二軸混線ｆｉ（東芝機械製；「丁ＥＭ−３５ＢＪ）のホ
ッパー供給口に定量フィーダーを用いて供給した。

次いで、混線の温度を２００℃に設定し、ローター回転
数を３００　ｒｐ量に設定して混練した。

樹脂が溶融した後、アミノシラン処理されたＥガラス繊
！ｌ（平均径１０終■、カット長３ｍ５）３０重量部を
、二軸混練機に設けられているサイドフィードロから定
量フィーダーを用いて供給し、溶融混線を行なってペレ
ットを得た。

このペレットの製造に用いた各成分の配合割合等を第１
表に示す。

次いで、得られたペレットを、温度１１０℃の条件下に
３時間乾燥した後、このペレットを用いて射出成形機に
より試験片を作成し、酸素指数（０１）、曲げ強度、曲
げ弾性率、アイゾツト衝撃強度（ノー、チ付き）、表面
外観、およびメルトインデックス（Ｍｌ）のそれぞれに
ついて評価を行なった。

結果を第２表に示す。

なお、各項目の評価方法はそれぞれ次の通りある。

ＯＩ　；　ＪＩＳ　Ｘ７２０１　ニｐｍ曲げ強度、曲げ
弾性率、　ＪＩＳ　Ｘ７２０３に準拠アイゾツト衝撃強
度；　ＪＩＳ　Ｘ７１１１に準拠表面外観、　１４０　
Ｘ１４０　Ｘ　３層１の平板プレート作成して、外観を
目視観察した。

Ｍ　Ｉ　；　ＪＩＳ　Ｘ７２１０に準拠（温度２３０℃
、荷重２ｔｅｏｇ） （本頁、以下余白） で を （実施例２〜６．比較例１〜５） 前記実施例１において、それぞれ第１表に示した種類の
ポリプロピレンを用いるとともに、ポリプロピレン、ガ
ラス繊維、ｍ！ａ状水酸化マグネシウムおよび／または
繊維状ゾノトライト、酸変性ポリオレフィン、さらに実
施例３〜６ならびに比較例３および比較例５においては
有機過酸化物（ジクミルパーオキサイド）の各成分を、
第１表に示した配合量で用いたほかは、前記実施例１と
同様にしてぺし・ットを作成し、このペレットを用いて
なる試験片について評価を行なった。

結果を第２表に示す。

（評価） （１）　　実施例１の結果と比較例１および比較例２の
結果とを比べると、実施例１においては、難燃性が向上
しているとともに１曲げ強度１曲げ弾性率および衝撃強
度が大幅に向上していることが判かる。

（２）　　また、実施例２の結果と比較例３の結果とを
比較しても、前記（１）と同様のことが言えることから
、本発明における繊維状水酸化マグネシウムおよび／ま
たは繊維状ゾノトライトは、ノンハロゲン化難燃剤とし
て優れた効果を奏することが明らかである。

（３）　　実施例１の結果と実施例３の結果とを比べる
と、本発明の樹脂組成物においては、（Ａ）成分である
ポリプロピレンとしてメルトインデックスが８以上であ
るエチレン単独重合体を用いると、特に表面外観が良好
であることが判かる。

（４）　　実施例４の結果と比較例４の結果とを比べる
と、（Ｄ）成分である酸変性ポリオレフィンを用いてい
ない比較例４においては、曲げ強度、曲げ弾性率および
衝撃強度が大幅に低下していることが判かる。また、比
較例４の結果からメルトインデックスが小さいと、外観
が著しく悪くなることが判かる。

（５）　　実施例１〜６の結果と比較例５の結果とから
、各成分の含有率が本発明の範囲外であると。

難燃性が大幅に低下することが判かる。

［発明の効果］ 本発明によると、ポリプロピレンと、ガラス繊維と、繊
維状水酸化マグネシウムおよび／または繊維状ゾノトラ
イトと、酸変性ポリオレフィンとを、特定の割合で配合
してなるので、燃焼時にハロゲンガスを発生することが
ないとともに、難燃性、成形性に優れ、しかも高い機械
的強度を有していて、たとえば自動車部品成形材料、電
子機器部品成形材料などの種々の用途に好適に利用する
ことのできる工業的に有用な難燃性樹脂組成物を提供す
ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）ポリプロピレン２０〜６０重量％、（Ｂ）
   ガラス繊維５〜４０重量％、および（Ｃ）繊維状水酸化
   マグネシウムおよび／または繊維状ゾノトライト１５〜
   ６０重量％を含有してなる組成物１００重量部に対し、
   （Ｄ）酸変性ポリオレフィン０．１〜１０重量部を配合
   してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。