JPH0551519A

JPH0551519A - 耐炎性ポリエステル樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0551519A
Application number: JP23700291A
Authority: JP
Inventors: Atsuko Ueda; 敦子植田; Koji Kameyama; 好治亀山; Tetsuo Matsumoto; 哲夫松本
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】接炎時に有毒ガスを発生せず、しかも耐炎性
と機械特性に優れた成形品を与える耐炎性ポリエステル
樹脂組成物を提供する。【構成】アルキレンテレフタレート単位を主体とし、
式化１で表される有機リン化合物が0.5〜30モル％共重
合されたポリエステルに結晶水を有するマグネシウム化
合物を配合する。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度に優れた成
形品を与える耐炎性ポリエステル樹脂組成物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ポリブチレンテレフタレート（PBT)やポ
リエチレンテレフタレート（PET)のようなポリアルキレ
ンテレフタレートは、優れた機械的特性と化学的特性を
有し、成形品用の汎用エンジニアリングプラスチックと
して広く使用されている。

【０００３】ところで、近年、火災予防の観点から各種
プラスチック製品の耐炎性への要請が強まっており、と
りわけPBTやPETは産業用に大量に使用されているので、
その対応策の確立が急がれている。

【０００４】従来、ポリエステルに耐炎性を付与する試
みは種々なされており、ポリエステルにハロゲンを主体
とする化合物とアンチモン化合物を併存させる方法（例
えば、特開昭61−185559号公報等）があり、この方法に
よると成形品の耐炎性、強度特性ともに一応のレベルに
達するため、現在この方法が一般に採用さている。しか
し、ハロゲンを主体とする化合物を用いるため接炎時に
有毒ガスを発生するという致命的な問題点を有してお
り、ハロゲン化合物を使用しないノンハロゲン化が急が
れている。

【０００５】ノンハロゲン化の方法として、ポリエステ
ルにリン化合物を含有させる方法があり、例えば、特開
平２−1730号公報には、前記化１で表される有機リン化
合物を共重合する方法が提案されている。しかし、この
方法で得られるポリエステルは、充填剤を充填しない、
いわゆるナチュラルグレードにおいての耐炎性は非常に
よいが、ガラス繊維やタルク等の充填剤を添加したフィ
ラーグレードでは耐炎性が十分でないという問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、接炎時に有
毒ガスを発生せず、しかも耐炎性と機械特性に優れたポ
リエステル成形品を与える耐炎性ポリエステル樹脂組成
物を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討の結果、上記のような有機リ
ン化合物を共重合したポリエステルに結晶水を有するマ
グネシウム化合物を配合すると著しく耐炎性が向上する
ことを見出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明のの要旨は次のとおりで
ある。アルキレンテレフタレート単位を主体とし、下記
構造式化２で表される有機リン化合物がジオール成分に
対して0.5〜30モル％共重合された極限粘度0.5以上のポ
リエステルに結晶水を有するマグネシウム化合物を５〜
50重量％配合した耐炎性ポリエステル樹脂組成物。

【０００９】

【化２】

【００１０】（Ｒは炭素数２〜６のアルキレン基、Ａr
は芳香族基を表し、芳香環は低級アルキル基で置換され
ていてもよい。また、m、nはそれらの和が2 〜20となる
整数を表す。）

【００１１】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明におけるポリエステルを形成する主成分としては、
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分と
してエチレングリコール、1,４−ブタンジオール（いず
れもエステル形成性誘導体を含む。）が好ましく用いら
れるが、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
1,４−シクロヘキサンジメタノール、ペンタエリスリト
ール、４−ヒドロキシ安息香酸、アジピン酸、トリメリ
ット酸等を共重合成分として少量併用してもよい。

【００１２】有機リン化合物におけるＡrは３価の芳香
族基であり、ベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられ
る。なお、芳香環は炭素数１〜20の炭化水素基を置換基
として有していてもよい。有機リン化合物は、特開平１
−221386号公報に記載の方法により得ることができる。

【００１３】有機リン化合物は、そのまま共重合ポリエ
ステルの合成に供してもよいが、テレフタル酸、イソフ
タル酸等の酸成分と反応させたモノマー、オリゴマー又
はポリマーの形にして使用してもよい。

【００１４】有機リン化合物の共重合量は、ジオール成
分に対して0.5〜30モル％、好ましくは３〜10モル％と
される。有機リン化合物の量が0.5モル％未満では、ポ
リエステルの耐炎性能が不十分であり、30モル％より多
いと得られるポリエステルの機械的特性が損なわれる。

【００１５】有機リン化合物は、常法によってポリエス
テルを製造する際に添加すればよい。すなわち、ジカル
ボン酸又はジカルボン酸ジエステルとジオールとからエ
ステル化又はエステル交換反応及び重縮合反応によりポ
リエステルを製造する際に、エステル化又はエステル交
換反応から重縮合反応の初期までの任意の段階で添加す
ることができる。

【００１６】本発明におけるポリエステルは、例えば、
次のようにして製造することができる。PBTの場合、ま
ず適当な触媒の存在下、ジメチルテレフタレート(DMT)
と1,４−ブタンジオール(BD)と有機リン化合物とをエス
テル交換反応させ、その後公知の任意の触媒の存在下、
重縮合させることにより得ることができる。一方、PET
の場合は、まずテレフタル酸(TPA)とエチレングリコー
ル(EG)をエステル化反応させ、エステル化反応終了後、
すなわち、エステル化反応率が90％以上、好ましくは94
〜96％となった後、公知の任意の触媒と有機リン化合物
とを添加し、重縮合させることにより得ることができ
る。

【００１７】ポリエステルを製造する際の重縮合反応
は、通常0.01〜10トル程度の減圧下でPBT系の場合225〜
260℃、PET系の場合260〜310℃の温度で所定の重合度の
ものが得られるまで行われる。

【００１８】本発明におけるポリエステルは、極限粘度
が0.5以上のものであることが必要である。極限粘度が
0.5未満の場合は、得られるポリエステル成形品の機械
的強度が著しく低下して好ましくない。

【００１９】なお、ポリエステルには、ヒンダードフェ
ノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光
剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような顔
料等の添加物を含有させても差し支えない。

【００２０】ポリエステルに配合するマグネシウム化合
物としては、結晶水を有する化合物が用いられ、酸化
物、硫酸塩、炭酸塩が好ましく用いられる。そして、粒
状のものよりも短繊維状のものを用いると機械的強度の
補強に役立って好ましく、特に式ＭｇＳＯ₄・５ＭｇＯ
・８Ｈ₂Ｏで表されるマグネシウム化合物が最適であ
る。

【００２１】マグネシウム化合物の配合量は、ポリエス
テル樹脂組成物の全重量に対して、５〜50重量％、好ま
しくは５〜30重量％とされる。この範囲よりも少ない
と、実質的に添加効果が発現せず、一方、この範囲を超
えて添加しても耐炎性向上効果が飽和状態となるばかり
か、かえってポリエステルの強度特性を損ねてしまうた
め、好ましくない。

【００２２】また、本発明のポリエステル樹脂組成物に
おいて、ガラス繊維を配合すると成形品の機械的強度を
さらに向上させることができる。ガラス繊維としては、
通常２〜5mm長のチョップドストランドが好ましく用い
られる。ガラス繊維の配合量は、ポリエステル樹脂組成
物の全重量に対して、５〜50重量％、好ましくは５〜30
重量％が適当である。この範囲よりも少ないと、実質的
に添加効果が発現せず、一方、この範囲を超えて添加し
ても機械的強度がかえって損なわれる。

【００２３】本発明のポリエステル樹脂組成物は、例え
ば、次のようにして製造することができる。乾燥を行っ
た含リン耐炎性ポリエステルとマグネシウム化合物（及
びガラス繊維）を一軸もしくは二軸のコンパウンダのホ
ッパーに供給するか、もしくは各成分をそれぞれ独立な
ホッパーに別々に供給し、コンパウンダにより溶融混合
した後、冷却し、切断してチップ状とする。

【００２４】本発明のポリエステル樹脂組成物から成形
品を製造するには、上記チップを乾燥した後、成形温度
220〜290℃、金型温度40〜80℃で成形すればよい。

【００２５】

【実施例】次に、実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。なお、実施例においてポリエステルの特性値は次
のようにして測定した。 (1) 極限粘度〔η〕フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし
て, 温度20.0℃で測定した。 (2) 耐炎性 UL 94規格により判定した。 (3) 曲げ強度 ASTM D 790規格により1/8インチ厚の試験片で測定し
た。 (4) 引張強度 ASTM D 638規格により1/8インチ厚のダンベル１号型試
験片で測定した。各試験の試験片の成形は、日本製鋼社製J-100-S型射出
成形機を用いて、成形温度230℃、金型温度40℃、射出
圧625Kg／cm²で行った。

【００２６】参考例ジフェニルホスフィンオキシドとｐ−ベンゾキノンとを
エチルセロソルブ中で125℃で２時間反応させて、ジフ
ェニル−（2,５−ジヒドロキシフェニル）ホスフィンオ
キシド（PPQ)を得た。このPPQ 0.1 モルとエチレンカー
ボネート0.3モルとをガラスフラスコに仕込み、触媒と
して炭酸カリウム0.01モル、溶媒としてエチレングリコ
ールジエチルエーテルを0.5モル加え、100℃で６時間撹
拌しながら反応させて有機リン化合物の白色結晶(PPQ-
E) を得た。

【００２７】実施例１〜６ DMT、BD及びPPQ-Eをモル比が95：150：５となるように
反応器に仕込み、触媒としてテトラブチルチタネート(T
BT)をポリエステルを構成する酸成分に対して３×10^-4
モルとなる量添加して、エステル交換反応を行った後、
さらにTBTを３×10^-4モル加え、重縮合反応を行い、極
限粘度0.91のポリエステルを得た。得られたポリエステ
ルに式ＭｇＳＯ₄・５ＭｇＯ・８Ｈ₂Ｏで表されるマグネ
シウム化合物と直径150μm、長さ３mmのガラス繊維とを
表１に示す量となるように池貝鉄工社製二軸コンパウン
ダPCMに供給して混練し、チップ化した。得られたチッ
プを用いて成形品 (試験片) を成形した。成形品の特性
値を表１に示す。なお、成形品の表面には気泡やシルバ
ーストリークが見られず、成形性も良好であった。

【００２８】実施例７〜８有機リン化合物の添加量を変えて、実施例１と同様にし
て製造したポリエステルを用いて、実施例１と同様な試
験を行った。得られた成形品の特性値を表１に示す。

【００２９】実施例９〜10 TPAとEGとをビス−（β−ヒドロキシエチルテレフタレ
ート）及びその低重合体（BHET）の存在する反応器に連
続的に供給してエステル化反応させ、BHETを連続的に得
た。これにポリエステルを構成する酸成分１モルに対し
てPPQ-Eを0.05モル、三酸化アンチモンを２×10^-4モル
添加して重縮合させ、極限粘度0.69のポリエステルを得
た。このポリエステルを用いて、実施例１と同様な試験
を行った。得られた成形品の特性値を表１に示す。

【００３０】実施例 11 リン化合物を、参考例におけるエチレンカーボネートの
代わりにプロピレンカーボネートを用いて合成した化合
物 (PPQ-P)に変え、実施例１と同様な試験を行った。得
られた成形品の特性値を表１に示す。

【００３１】比較例１実施例１のポリエステルにガラス繊維のみを表１に示す
量で添加し、実施例１と同様な試験を行った。得られた
成形品の特性値を表１に示す。

【００３２】比較例２実施例９のポリエステルにガラス繊維のみを表１に示す
量で添加し、実施例１と同様な試験を行った。得られた
成形品の特性値を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、接炎時に有毒ガスを発
生せず、しかも耐炎性と機械特性に優れたポリエステル
成形品を与える耐炎性ポリエステル樹脂組成物が提供さ
れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルキレンテレフタレート単位を主体と
し、下記構造式化１で表される有機リン化合物がジオー
ル成分に対して0.5〜30モル％共重合された極限粘度0.5
以上のポリエステルに結晶水を有するマグネシウム化合
物を５〜50重量％配合した耐炎性ポリエステル樹脂組成
物。【化１】（Ｒは炭素数２〜６のアルキレン基、Ａrは芳香族基を
表し、芳香環は低級アルキル基で置換されていてもよ
い。また、m、nはそれらの和が2〜20となる整数を表
す。）
【請求項２】ガラス繊維が５〜50重量％配合されてい
る請求項１記載の耐炎性ポリエステル樹脂組成物。