JPH0360346B2 - - Google Patents

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JPH0360346B2
JPH0360346B2 JP463884A JP463884A JPH0360346B2 JP H0360346 B2 JPH0360346 B2 JP H0360346B2 JP 463884 A JP463884 A JP 463884A JP 463884 A JP463884 A JP 463884A JP H0360346 B2 JPH0360346 B2 JP H0360346B2
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phosphite
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Shinji Sonoda
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、難燃化ポリカーボネート樹脂組成物
に関し、詳細には、ハロゲン化芳香族ジヒドロキ
シフエニルアルカン成分を含有しない芳香族ジヒ
ドロキシジフエニルアルカンよりの芳香族ポリカ
ーボネート樹脂 100重量部に、(a)下記一般式(1)
で表される有機リン酸カリウム塩 0.001〜5.0重
量部、(b)芳香族系亜リン酸エステル化合物
0.001〜0.5重量部、および(c)有機シリコン化合物
0〜0.5重量部を添加してなる難燃化ポリカー
ボネート樹脂組成物を提供するも 一般式(1): (式中のX1〜X8はそれぞれ水素、ハロゲン、ア
シル基、アリール基、又はハロゲンで置換された
アリール基、もしくはアラルキル基を示す) のである。 芳香族ポリカーボネート樹脂の難燃化方法とし
ては、従来より、有機ハロゲン化化合物、例え
ば、特公昭47−44537号公報にテトラブロムビス
フエノールAのポリカーボネートオリゴマーを添
加することが開示されているが、かかる有機ハロ
ゲン化化合物のみの添加では、燃焼時間の短縮は
出来ても、燃焼時の溶融樹脂の滴下を防ぐことが
出来ない。又、充分な燃焼時間の短縮を行うため
には、かなりの量のハロゲン化物を添加する必要
が有るため、実際の火災事故の場合には、燃焼時
に多量の有害なガス・煙が発生するものであつ
た。又、特開昭52−54745号公報および同52−
65555号公報等一連の特許に有機スルホン酸の塩
を添加する方法が開示されている。これらに開示
のスルホン酸塩は難燃効果、特に燃焼時の溶融樹
脂の滴下抑制効果、さらには発煙抑制効果がある
とのことであるが、反面、かかるスルホン酸塩を
添加した芳香族ポリカーボネート樹脂を高温で成
形すると、著しいポリマーの分解現象が発生し部
分的に発泡した状態の外観不良を起こすのみなら
ず、分子量低下に基づく機械的強度の低下を起こ
す。具体的な一例を示すと、スルホン酸塩とし
て、下式 (式中のX=Br、m=2、M=K)を添加した
ものは成形時成形品の一部に発泡状の外観不良が
起こり問題がある。又、下式 の化合物では、0.3wt%の添加で分子量24000のポ
リカーボネート樹脂を成形すると分子量が17000
〜18000程度まで低下し、成形時に著しい熱分解
による着色を起こし成形前のAPHA=15のもの
が500以上となる。 更に、特開昭56−50956号公報では、ポリカー
ボネート樹脂に、下記一般式(3) 一般式(3) (式中のXは、F、Cl、Br、mは、0〜2の整
数、Mは、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、
B、Al、nはMの原子価に相当する整数)で表
される有機リン酸塩とハロゲン化ビスフエノール
のオリゴマー又はハロゲン化ビスフエノールと非
ハロゲン化ビスフエノールとのコオリゴマーとを
添加する技術が開示されている。 本技術は燃焼時の溶融樹脂の滴下抑制、成形時
の分子量の低下、着色低減にある程度の効果が認
められはするが、電子・電気業界で要求されてい
る最も過酷な難焼レベル、
Underwriters′Laboratories、Inc.のUL94V−0
を安定的に満足させることは困難であり、又、さ
らに厳しい難燃規格とされるカナダのCanadian
Standards Association、Electrical Bulletin
No.968、Clause 6.11の難燃規格(以下、CSA難燃
規格と略記する)には全く合格しないのであつ
た。 アルカリ金属塩による芳香族ポリカーボネート
樹脂の難燃化のメカニズムとしては、下記反応式
(4)に示す様に、成形等の高温下でアルカリ金属塩
が触媒として作用して芳香族ポリカーボネート樹
脂の主鎖結合を分解・再配列してサルシレート結
合等の分岐・架橋構造を形成し、燃焼中の溶融樹
脂の粘性特性が改良されることが知られている。 しかしながら、アルカリ金属塩の添加量が多い
場合、分岐・架橋構造は形成されはするが、主鎖
結合の分解が促進されすぎ、燃焼時の溶融樹脂の
燃焼滴下粒を防ぐことが困難であり、且つ、成形
時に銀条等発生し、良好な成形品を得ることが困
難である。又、アルカリ金属塩の添加を良好な成
形品が得られる程度の量までとした場合には、分
岐・架橋構造の形成量が少なく、燃焼中の溶融樹
脂の粘性特性を改良するには至らない。前記の特
開昭52−54745号公報、同52−65555、同56−
50956等は、これらの問題点を有する。 本発明者は、芳香族ポリカーボネート樹脂の難
燃化にかかる従来の欠点を改良すべく鋭意研究し
た結果、本発明を完成させるに至つた。 本発明の難燃性のポリカーボネート樹脂組成物
は、成形時の色相変化・分子量低下が殆どなく、
難燃効果、とりわけ、燃焼時の溶融樹脂の粘性特
性が改良され、溶融樹脂の滴下抑制に優れている
と同時に、特に、CSA難燃規格燃焼試験に於い
て、従来の難燃性ポリカーボネート樹脂が3.0mm
厚でも不合格であるに対して、2.1〜2.3mm厚でも
合格し得るという、極めて傑出した性能を有する
ものである。 以下、本発明の構成を詳細に説明する。 本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂とは、芳
香族ジヒドロキシ又はポリヒドロキシ化合物をホ
スゲン又は炭酸のジエステルと反応させることに
よつて作られる枝分かれしていてもよい熱可塑性
ポリカーボネート重合体である。芳香族ジヒドロ
キシ化合物の一例は、ビス(4−ヒドロキシフエ
ニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフ
エニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フエニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシフエニル)ブタンが例示される。また、枝分
れした芳香族ポリカーボネート樹脂のホモポリマ
ー、コポリマーを得るには、フロログルシン、
4,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒド
ロキシフエニル)ヘプテン−2、4,6−ジメチ
ル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフエニ
ル)ヘプタン、2,6−ジメチル−2,4,6−
トリ(4−ヒドロキシフエニル)ヘプテン−3、
4,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒド
ロキシフエニル)ヘプタン、1,3,5−トリ
(4−ヒドロキシフエニル)ベンゼン、1,1,
1−トリ(4−ヒドロキシフエニル)エタンなど
で例示されるポリヒドロキシ化合物、及び3,3
−ビス(4−ヒドロキシアリール)オキシインド
ール(=イサチンビスフエノール)、5−クロル
イサチン、5,7−ジクロルイサチン、5−ブロ
ムイサチンなどを前記芳香族ジヒドロキシ化合物
の一部、例えば0.2〜2モル%をポリヒドロキシ
化合物で置換する。更に、芳香族ポリカーボネー
ト樹脂のホモポリマー、コポリマー、オリゴマー
の分子量の調節するのに適した一価芳香族ヒドロ
キシ化合物はm−およびp−メチルフエノール、
m−およびp−プロピルフエノール、p−ブロム
フエノール、2,4,6−トリブロムフエノー
ル、p−tert−ブチルフエノールおよびp長鎖ア
ルキル置換フエノールなどが好ましい。また、オ
リゴマー及びコオリゴマーは反応条件により分子
量を調節することができ、反応活性な末端を熱的
に安定なヒドロキシル基に置換して使用すること
ができる。 本発明で用いられる前記一般式(1)の有機リン酸
カリウム塩(a)は、前記一般式(1)のカリウム(K)
が水素である化合物と水酸化カリウムとの中和反
応に例示される方法により容易に製造されうる。
かかる化合物の例としては、前記一般式(1)中の
X1〜X8が全て水素のもの;X6、X8とが塩素で他
のXが水素のもの;X3が臭素、X6、X8とが塩素
で他のXが水素のもの;X6、X8とが臭素で他の
Xが水素のもの;X2、X3、X6、X8とが塩素で他
のXが水素のもの;X3、X6、X8とが臭素で他の
Xが水素のもの;X6が臭素、X8が塩素で他のX
が水素のものなどが例示される。 本発明に於ける一般式(1)の化合物の添加量が
0.001重量部以下の場合には難燃効果が不充分で
好ましくなく、又、5.0重量部以上になると、成
形時の樹脂の分子量低下、成形品の外観不良、着
色等が著しくなるので好ましくない。成形時の熱
安定性および難燃効果の点よりより好ましくは、
0.005〜2.0重量部、特に好ましくは0.01〜1.0重量
部の添加範囲である。 本発明で使用する芳香族亜リン酸エステル化合
物(b)としては、トリフエニルホスフアイト、トリ
ス(ノニルフエニル)ホスフアイト、トリス
(2,4−ジ−tert−ブチルフエニル)ホスフア
イト、ジフエニルモノデシルホスフアイト、ジフ
エニルモノ(トリデシル)ホスフアイト、ジフエ
ニルモノオクチルホスフアイト、ジフエニル−2
−エチルヘキシルホスフアイト、テトラフエニル
ジプロピレングリコールジホスフアイト、テトラ
フエニルテトラ(トリデシル)ペンタエリスリト
ールテトラホスフアイト、水添ビスフエノールA
ホスフアイトポリマー、4,4′−ブチリデン−ビ
ス(3−メチル−6−tert−ブチルフエニル−ジ
−トリデシル)ホスフアイト、ビスフエノールA
ペンタエリスリトールホスフアイト、テトラキス
(2,4−ジ−tert−ブチルフエニル)−4,4′−
ビフエニルホスフアイトなどが例示される。 本発明における芳香族亜リン酸エステル化合物
は、本発明の組成物中において組成物中の分岐構
造及び架橋構造の形成とその分布とを程良くコン
トロールして燃焼時の溶融樹脂の粘性特性を改良
するとともに、組成物の分解を抑制し、成形時の
銀条発生を防ぐものである。 芳香族亜リン酸エステル化合物の添加量が、
0.001重量部未満では上記の効果が不十分となり、
又、0.5重量部より多く添加しても効果は向上し
ないものであり、0.001〜0.5重量部、特に、0.005
〜0.2重量部の範囲が良い。 本発明で使用する有機シリコン化合物(c)として
は、メチルトリ−sec−オクチルオキシシラン、
メチルトリノニルオキシシラン、テトラ(2−
エチルヘキシル)シリケート、テトラノニルシ
リケート、テトラトリデシルシリケート、及
びその他の有機シリコン化合物などが挙げられ
る。具体例を式で示すと、 などである。有機シリコン化合物は、有機リン酸
カリウム塩により誘起されたポリカーボネートの
活性末端と反応し、効率良く、分岐構造及び架橋
構造を形成するのに役立つ。有機シリコン化合物
の添加量は0〜0.5重量部、特に、0〜0.2重量部
が適当であり、0.5重量部を超えても効果は向上
しない。 以上の如くである本発明の難燃性ポリカーボネ
ート樹脂組成物には、所望に応じてその他の安定
剤、顔料、染料、滑剤等の各種添加剤や無機或い
は有機の繊維物質といつた補強材やガラスビーズ
などの各種充填剤を配合することが出来、さらに
は、本発明の特性を害さない範囲で、他の樹脂成
分を配合しても良い。例えばビスフエノールAか
らのポリカーボネート・オリゴマーを成形性や表
面特性の改良に、ポリエステルカーボネートやポ
リアリレート(例えば、商品名:Uポリマー、ユ
ニチカ(株))などの耐熱性ポリエステル類を耐熱性
の改良に配合することが挙げられる。 本発明の熱可塑性樹脂組成物を調整するに当た
つては、従来公知の方法が採用されれば良く押出
機、バンバリーミキサー、ロール等で混練する方
法が適宜選択される。 以下、実施例および比較例によつて説明する
が、「部」及び「分子量」は特に断らない限り重
量基準である。 実施例1〜6、比較例1〜3 2,2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロ
パン(ビスフエノールA)を原料とする芳香族ポ
リカーボネートホモポリマー(分子量25000)に、
有機リン酸カリウム塩として前記の一般式におい
て、X6とX8とが塩素のもの(三光化学(株)製、商
品名:PP−57)、X6が臭素でX8が塩素のもの
(三光化学(株)製、商品名:PP−67)、X6とX8とが
臭素のもの(三光化学(株)製、商品名:PP−35)、
X3が臭素でX6とX8とが塩素のもの(三光化学(株)
製、商品名:PP−61)、X3、X6、X8が臭素のも
の(三光化学(株)製、商品名:PP−63)、X2、X3
X6、X8が塩素のもの(三光化学(株)製、商品名:
PP−62)、芳香族亜リン酸エステル化合物とし
て、トリフエニルホスフアイト(城北化学(株)製、
商品名:JP360)、ジフエニルモノデシルホスフ
アイト(城北化学(株)製、商品名:JPM311)、水
添ビスフエノールAホスフアイトポリマー(城北
化学(株)製、商品名:HBP、分子量2400〜3000)、
および有機シリコン化合物として、メチルトリノ
ニルオキシシラン(大八化学(株)製、商品名:SI−
49)、テトラドデシルシリケート(大八化学(株)製、
商品名:SI−413)を第1表に示す割合で添加・
混合し、シリンダー温度250℃の押出機にて溶融
混練してペレツトとした。このペレツトを射出成
形して、燃焼試験片(5−インチ×1/2−インチ
×厚み1/16−インチ)の試験片を形成した。 この試験片を用いて、米国
Underwriters′Laboratoris,Inc.Standard for
Flammability of Plastic Materials for Parts
in Devices and Appliances、UL 94に記載の試
験法に基づいて試験した。 このUL94の試験法によれば、5本の試験片を
1セツトとして試験し、その結果に基づいて94V
−0,94V−1,94V−2と等級付けられる。そ
の判定基準は、 ●94V−0…点火焔を除去した後の発焔および/
または白熱の平均時間は5秒を超えてはならな
い。そしてどの試験片も脱脂綿を点火する発焔
している粒子を落としてはならない。 ●94V−1…点火焔を除去した後の発焔および/
または白熱の平均時間は25秒を超えてはならな
い。そしてどの試験片も脱脂綿を点火する発焔
している粒子を落としてはならない。 ●94V−2…点火焔を除去した後の発焔および/
または白熱の平均時間は25秒を超えてはならな
い。そして試験片は脱脂綿を点火する発焔して
いる粒子を落としてもよい。 尚、点火焔を除去した後25秒以上燃え続ける試
験片は94Vによつて分類されず、本発明では不合
格(不合)に分類される。 結果を第1表に示した。 又、ブレンドして得た成形材料の溶融試験を行
い、分子量の低下を試験した。 評価は試料をN2気流中300℃で1時間加熱処理
した後の分子量を溶液粘度を測定することにより
求めた。処理後の分子量を試験後として示した。 比較の為、ホモポリマー単独(比較例1)、実
施例1〜6の組成物中の芳香族亜リン酸エステル
化合物と有機シリコン化合物を除いた組成物(比
較例2、3)についても実施例と同様にした結果
を第1表に併記した。
【表】
【表】 実施例7〜9及び比較例4、5 ビスフエノールAを原料とするポリカーボネー
ト樹脂(分子量30000)に、実施例1〜6で用い
たと同様の有機リン酸カリウム塩(PP−57、PP
−35)、芳香族亜リン酸エステル化合物(HBT)、
および有機シリコン化合物(SI−413)を第2表
に示す割合で添加・混合し、実施例1〜6と同様
にしてペレツト化した。 このペレツトを用い、射出成形によりCSA難
燃規格試験片 101.6mm×152.4mm×2.2〜3.2mm
(厚み)の試験片を成形した。 この試験片を用いて、カナダ国 Canadian
Standards Association、Electrical Bulletin
No.968、Clause 6.11 Flameに記載の試験法に基
づいて試験した。 本試験法によれば、内部青色炎が1 1/2インチ
長で全長が5インチの炎にコントロールされた試
験炎を持つバーナーを試験片に対し、20°傾けて
内部青色炎の先端が試験片の中心に接する様にし
て15秒間づつ5回当て、燃焼時間、試験片の開口
状況により合否を評価する。 尚、CAS難燃規格による評価基準は大略次の
如くである。 ●A…燃焼時間:初めの4回着炎後は各回30秒以
内に消化すること。最後の5回目の着炎後は1
分以内に消化すること。 ●B…開口:試験片に開口した孔は、1/4インチ
φの試験棒が貫通できる大きさであつてはなら
ない。 結果を第2表に示した。 比較の為、ホモポリマー単独(比較例4)、実
施例9の組成物中の芳香族亜リン酸エステル化合
物と有機シリコン化合物を除いた組成物(比較例
5)についても実施例と同様にした結果を第2表
に併記した。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ハロゲン化芳香族ジヒドロキシジフエニルア
    ルカン成分を含有しない芳香族ジヒドロキシジフ
    エニルアルカンよりの芳香族ポリカーボネート樹
    脂 100重量部に、 (a) 下記一般式(1)で表される有機リン酸カリウム
    塩 0.001〜5.0重量部 (b) 芳香族系亜リン酸エステル化合物 0.001〜
    0.5重量部、および (c) 有機シリコン化合物 0〜0.5重量部 を添加してなる難燃化ポリカーボネート樹脂組成
    物。 一般式(1): (式中のX1〜X8はそれぞれ水素、ハロゲン、ア
    シル基、アリール基、又はハロゲンで置換された
    アリール基、もしくはアラルキル基を示す)
JP463884A 1984-01-13 1984-01-13 難燃化ポリカ−ボネ−ト樹脂組成物 Granted JPS60149657A (ja)

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