JPH06145504A - ポリアミドを基とする難燃化組成物 - Google Patents
ポリアミドを基とする難燃化組成物Info
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Abstract
含有する組成物において、金属や合金に対する組成物の
腐蝕性を低減し且つ組成物の成分の移行現象を低減する
こと。 【構成】 本発明の組成物は、上記目的を達成するため
に、酸化亜鉛、酸素含有亜鉛塩及び硫化亜鉛より成る群
から選択される亜鉛化合物から成る添加剤を含有するこ
とを特徴とする。
Description
し、赤燐によって難燃化された、特に電気及び電子産業
用の製品の製造に用いられる新規の組成物に関する。よ
り詳細には、この発明は、特に耐火性、レジリエンス、
耐アークトラッキング性、外観及び低腐蝕性に関して特
性の良好な折衷点を示す難燃化された物品をもたらす組
成物に関する。
加することによって、高度の難燃性を得ることができる
ということが知られている。
ドを基とする難燃化された組成物が記載されており、こ
こでは、ポリマー中に存在する痕跡量の水と加工に必要
な高温との作用下で起こる赤燐の不均化反応によって非
常に毒性の高いホスフィンが生成して放出されるのを、
この組成物に金属化合物、有利には酸化第二銅を添加す
ることによって防止することが研究されている。
CuOの代わりに酸化カドミウムを使用する改良法が提
唱されている。酸化カドミウムは、ホスフィン放出を防
止する有効性(これは少なくともCuOの場合と同等で
ある)に加えてさらに、充填剤を含有しない組成物の場
合には400V以上、25重量%以上のガラス繊維を充
填した組成物の場合には375V以上の特に高い耐アー
クトラッキング性(フランス標準規格C−26220に
よる)を有する製品をもたらす。
第2621594号には、多少の毒性を有する酸化カド
ミウムの代替品としての、ランタニドを基とする化合物
から成る製品が提唱されている。この助剤を用いると、
得られるポリアミドを基とする難燃化された組成物か
ら、特に難燃性、レジリエンス及び耐アークトラッキン
グ性に関して、酸化カドミウムを用いた場合より良好な
特性の折衷点を示す物品が得られる。
つ随意にホスフィンの発生を防止するための他の成分を
含有させたこれらの組成物は、ポリマーと接触させる金
属材料を基とする部品又はこれらの組成物を用いて例え
ば金型成形によって成形された物品中に挿入される部品
に対してある程度の腐蝕性を有する。この現象は特に、
電気又は電子分野において金属接触物、例えば銅接触物
を支持するために成形部品を用いる場合に観察される。
特に、良好な機械的特性並びに良好な耐電気アークトラ
ッキング性及び低い金属腐蝕性を有する、ポリアミドを
基とする難燃化された組成物を提供することによって、
上記の問題点を解消することである。
ポリアミドを基とし且つ難燃剤として赤燐を含有する組
成物であって、酸化亜鉛、酸素含有亜鉛塩及び硫化亜鉛
より成る群から選択される亜鉛化合物から成る添加剤を
含有することを特徴とする前記組成物を提供するもので
ある。これらの化合物の少なくとも2種の化合物の混合
物を用いることもできる。
重量に対する亜鉛の重量で表わした亜鉛化合物の含有率
は、約10%〜約100%の範囲である。この含有率は
好ましくは20%〜80%の範囲であり、有利には40
〜80%の範囲である。
ような充填剤を含有させることもできる。例として挙げ
ることができる無機充填剤は、ガラス繊維若しくは石綿
繊維のような無機繊維、ガラス微小球、シリカ、雲母、
カオリン、ベントナイト又はそれらの混合物である。
化合物は硼酸亜鉛又は硼酸亜鉛と酸化亜鉛との混合物で
ある。ガラス繊維を充填したポリアミド組成物中に用い
られた場合に、この化合物は特に組成物の機械的特性に
実質的に影響を及ぼさないという利点を有する。従っ
て、ガラス繊維を充填したポリアミド組成物の衝撃強さ
は、硼酸亜鉛を添加することによって実質的に影響を受
けない。
は、硼酸亜鉛と酸化亜鉛との混合物を、燐に対する金属
Znで表わして酸化亜鉛15〜60%、硼酸亜鉛15〜
40%の重量濃度で含有する。もちろん、亜鉛化合物の
合計濃度は上記の範囲内である。
ミドには、特に次のものが含まれる:6〜12個の炭素
原子を有する飽和脂肪族ジカルボン酸と6〜12個の炭
素原子を有する飽和脂肪族ジ第1ジアミンとの重縮合に
よって得られるポリアミド;4〜12個の炭素原子を有
する炭化水素鎖を含有するω−アミノアルカン酸の直接
ホモ重縮合反応によって又はこれらの酸から誘導される
ラクタムの加水開環及び重合によって得られるポリアミ
ノ酸;上記のポリアミド用の出発モノマーから得られる
コポリアミド{これらコポリアミドの酸成分は、その一
部が追加的にテレフタル酸及び(又は)イソフタル酸か
ら成っていてもよい};並びにかかるポリアミドの混合
物。
られるポリアミドの例としては、例えば次のものを挙げ
ることができる:ナイロン6,6(ヘキサメチレンジア
ミンとアジピン酸とのポリマー)、ナイロン6,9(ヘ
キサメチレンジアミンとアゼライン酸とのポリマー)、
ナイロン6,10(ヘキサメチレンジアミンとセバシン
酸とのポリマー)及びナイロン6,12(ヘキサメチレ
ンジアミンとドデカン二酸とのポリマー)。
のを挙げることができる:ナイロン4(4−アミノブタ
ン酸又はγ−ブチロラクタムのポリマー)、ナイロン5
(5−アミノペンタン酸又はδ−バレロラクタムのポリ
マー)、ナイロン6(ε−カプロラクタムのポリマ
ー)、ナイロン7(7−アミノヘプタン酸のポリマ
ー)、ナイロン8(カプリロラクタムのポリマー)、ナ
イロン9(9−アミノノナン酸のポリマー)、ナイロン
10(10−アミノデカン酸のポリマー)、ナイロン1
1(11−アミノウンデカン酸のポリマー)及びナイロ
ン12(12−アミノドデカン酸又はラウリロラクタム
のポリマー)。
のを挙げることができる:ナイロン6,6/6,10
(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸とセバシン酸と
のコポリマー)及びナイロン6,6/6(ヘキサメチレ
ンジアミンとアジピン酸とカプロラクタムとのコポリマ
ー)。
アミドは、ナイロン6,6、ナイロン6,10、ナイロ
ン6、ナイロン6,6/6,10及びナイロン6,6/
6である。
燐の名称の下で販売されている様々な色の燐の同素体種
(赤、紫又は黒燐)を意味する。
ドの重量に対して1〜30重量%の範囲である。この量
は、好ましくは2〜15重量%の範囲である。さらによ
り好ましくは、この量は、4〜10%の範囲である。一
般的に、微細に分割された形、例えば200μm以下、
好ましくは1〜100μmの範囲の平均粒径を有する粒
子の形の赤燐を使用するのが望ましい。
赤燐粒子がポリマー皮膜で被覆された形で使用すること
もできる。これらポリマーの中では、特に次のものを挙
げることができる:エポキシ樹脂(フランス国特許第2
314221号を参照されたい);マレイン酸、フマル
酸又はアリル不飽和結合を有するポリマー(フランス国
特許第2314219号を参照されたい);50〜90
℃の融点及び10000以下の分子量を有する飽和ポリ
エステル(フランス国特許第2373575号を参照さ
れたい);ノボラックタイプの熱可塑性フェノール−ホ
ルムアルデヒド重縮合生成物(フランス国特許第234
4615号を参照されたい);並びに熱可塑性フェノー
ル−イソブチルアルデヒド重縮合生成物(ヨーロッパ特
許出願第82.106329.4号、即ちヨーロッパ特
許公開第0071788号を参照されたい)。本発明の
実施のためには、熱可塑性フェノール−ホルムアルデヒ
ド重縮合生成物を用いるのが特に好ましい。必要に応じ
て燐粒子を被覆するのに用いられるポリマーの量は、広
い範囲内で変化し得る。この量は一般的には、赤燐と被
覆用ポリマーとの混合物の合計重量の5〜50%であ
る。しかしながら、それより多い量、即ち赤燐と被覆用
ポリマーとの混合物の合計重量の90%までの量の被覆
用ポリマーを不利なく使用することができるということ
にも留意されたい。
で本発明の組成物に添加される。また、亜鉛化合物は結
晶の形であっても無水物若しくは非晶質の形であっても
よい。有利には、亜鉛化合物は組成物を加工する温度又
は組成物の通常の使用温度において安定又は実質的に安
定でなければならない。この粉末の特性はそれほど重要
ではない。しかして、形状、寸法及び亜鉛化合物をポリ
アミド組成物に導入して混合するための方法は、任意の
方法によって、例えば金型成形、押出成形又は射出成形
によって加工することが予定される熱可塑性ポリマー組
成物を製造するための通常の基準に従って決定される。
従って、微細な粒子寸法を有する粉末又は材料を用いる
のが好ましく、粉末の粒子寸法が微細であるほど一般的
に効果はより良好である。
アミドを基とする組成物の製造に慣用的に用いられるも
のである。
物が得られる任意の適宜な方法で各種成分を単に混合す
ることによって製造することができる。粉末状又は顆粒
状の各種成分の混合は、次のように実施するのが好まし
い。即ち、初めに慣用のミキサーを用いて冷状態で予備
混合を実施し、次いでこの全体を一軸又は多軸スクリュ
ー押出機を用いた加熱混練によって均質化させる。押出
は、例えば窒素又はアルゴンのような不活性雰囲気下で
実施するのが好ましい。この処理の終了時に棒状体が得
られ、これを水で冷却し、次いで細断して顆粒にする。
必要ならば次いでこの顆粒を乾燥に付すことができる。
本発明に従う組成物はまた、難燃化すべきポリアミドの
一部、赤燐及び亜鉛化合物を基とする顆粒状のマスター
バッチを作り、次いでこれを使用前に難燃化すべきポリ
アミドの残りの顆粒と混合することによって製造するこ
ともできる。
よって規定してきたが、もちろん、本発明の範囲から外
れることなくこれらの組成物を以下に示すように変更す
ることができる。
発明に従う組成物に各種の添加剤を含有させることがで
きる。しかして、この組成物には、前記のように、ガラ
ス繊維、石綿繊維、ガラス微小球、カオリン、シリカ、
雲母、ベントナイト、ベントン(bentones)又はそれら
の混合物のような補強用又はゲル化用充填剤を含有させ
ることができる。上記充填剤の中で特に広く用いられる
ものはガラス繊維である。これら繊維は一般的に1〜1
5μmの範囲の平均直径及び2〜8mmの範囲の長さを
有する。最適の機械的性質を有する製品を得るために
は、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂又はビニル樹脂を用いてサイジングされた繊維
を用いるのが有利であり、これら樹脂は一般的に、アミ
ノシランタイプのカップリング剤によって結合される。
充填剤の割合は、例えば組成物中のポリアミドの重量に
対して10〜60重量%の範囲で変化し得る。
耐衝撃性改良剤、顔料若しくは染料、帯電防止剤、結晶
化及び赤燐安定化剤を使用することもできる。これら添
加剤及びその使用は、文献中に広く記載されている。
又は押出法を用いることによって最終製品又は半製品に
加工することができる。
れた組成物の利点、即ち『アンダーライターズ・ラボラ
トリーズ(Underwriters Laboratories)』UL94鉛直
試験(1.6mmの厚さを有する試験片について)に従
ってV0〜V1の格付け範囲内の可燃性及び耐火性を有
する。この特性もまた、亜鉛化合物を用いない組成物と
比較して改善される。
って耐電気アークトラッキング(IRC)が改善され
る。この耐性は、少なくとも25重量%のガラス繊維を
充填した組成物の場合には600Vより高くなることも
ある。
る腐蝕性、例えば銅に対する腐蝕性は、亜鉛化合物を含
有しない組成物の該腐蝕性と比べてはるかに低い。これ
らの改善は、組成物が黒色着色剤を含有する場合に大き
い度合いで観察される。
れる。即ち、被検組成物を含有する顆粒状の配合物15
0gを気密性容器に添加する。銅製、真鍮製、銀製及び
青銅製の金属試験片を容器中の配合物の上に懸垂する。
この全体を125℃に336時間加熱する。試験片の重
量変化(一般的に増加)を測定することによって腐蝕の
度合いを決定する。
480/1972に記載された『KC法』と称される方
法。 ・燃焼挙動(UL94):厚さ1.6mmの試験片を用
いてUL規格94に従って鉛直燃焼を測定する方法。こ
れは、相対湿度50%において48時間コンディショニ
ングした後、及び70℃において1週間コンディショニ
ングした後に評価する。 ・移行性:湿度93%を得るために硫酸溶液を含有させ
た室内に、大きさ100mm×100mm、厚さ3.2
mmの配合物のプレートを配列する。これらのプレート
を、70℃において8時間と23℃において16時間と
から成る24時間のサイクル17回に付す。次いで、各
プレートを水400ミリリットルで40℃において4時
間洗浄する。洗浄水の導電性を測定する。 ・シャルピー衝撃強さ:ISO規格179に従って測
定。
産業、例えば電気産業及びエレクトロニクス産業、家庭
用電気工業、無線電信産業並びに自動車産業に用いるこ
とができる造形品の製造に特に好適である。また、これ
らの組成物は、その特性のために、押出成形及び皮膜形
成によって物品を製造することもできる。
これらは本発明を何ら限定するものではない。
デラー(Werner Pfleiderer )ZSK40型押出機を用
いて組成物の成分を混合し、ウェルナーZSB型二本供
給スクリューによってガラス繊維を供給することによっ
て得られた。この押出機は、280℃の温度において2
50rpmの速度で回転するスクリューを有し、その押
出量は70kg/時間である。ガス抜き圧力は56×1
02Paとした。
酸とのポリマー):これは、133ミリリットル/gの
粘度指数(1977年版ISO規格R307に従って9
0%蟻酸中で可溶の画分について測定)を有する製品で
ある。 ・オーウェンス・コーニング・ファイバーグラス(Owen
s Corning Fiberglass)社より販売されている商品名
『R23Dx1』のガラス繊維:これは25重量%の濃
度で存在させた。 ・滑剤:0.4重量%の濃度のステアリン酸アルミニウ
ム。 ・ウイリアムズ(Williams)社より商品名『Nigrosine
Oisol Black N 』として販売されている着色剤:1.1
6重量%の濃度で使用。 ・ウィルブライト・アンド・ウィルソン(Wilbright an
d Wilson)社より商品名『CPC400』として販売さ
れている赤燐から成る難燃剤。 ・硼酸亜鉛、硫化亜鉛及び酸化亜鉛より成る群から選択
される亜鉛化合物:これらの化合物は、無水物の形又は
結晶の形で用いることができる。
1表にまとめる。濃度は最終組成物の重量に対する化合
物の重量%で表わした。酸化亜鉛は無水の酸化物であ
り、硼酸亜鉛は水和物である。
された赤燐を難燃剤として用いて別の一連の組成物を製
造した。これらの組成物は、平均粒子寸法20〜30μ
mを有する赤燐60重量%を融点80℃及び分子量80
0を有するフェノール−ホルムアルデヒド重縮合生成物
40重量%で被覆したものを含有する。得られた結果を
下記の第2表にまとめる。
g)を下記の表に示す。
に対する腐蝕性及び移行現象の低減についての亜鉛化合
物の添加の効果を明らかに示している。
Claims (11)
- 【請求項1】 ポリアミドを基とし且つ難燃剤として赤
燐を含有する組成物であって、酸化亜鉛、酸素含有亜鉛
塩及び硫化亜鉛より成る群から選択される亜鉛化合物か
ら成る添加剤を含有することを特徴とする前記組成物。 - 【請求項2】 酸素含有亜鉛塩が硼酸亜鉛であることを
特徴とする、請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 添加剤として硼酸亜鉛と酸化亜鉛との混
合物を含有することを特徴とする、請求項1記載の組成
物。 - 【請求項4】 赤燐の重量に対する金属の重量で表わし
て10%〜100%、好ましくは20%〜80%の亜鉛
化合物を含有することを特徴とする、請求項1〜3のい
ずれかに記載の組成物。 - 【請求項5】 赤燐の重量に対する金属の重量で表わし
て40〜80重量%の亜鉛化合物を含有することを特徴
とする、請求項4記載の組成物。 - 【請求項6】 赤燐の重量に対するZnの重量で表わし
て硼酸亜鉛濃度が15〜40%であり且つ酸化亜鉛濃度
が15〜60%であることを特徴とする、請求項3〜5
のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項7】 赤燐が樹脂によって被覆されたことを特
徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項8】 無機充填剤を含有することを特徴とす
る、請求項1〜7のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項9】 無機充填剤がガラス繊維であることを特
徴とする、請求項8記載の組成物。 - 【請求項10】 少なくとも1種の滑剤を含有すること
を特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の組成
物。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の組
成物を成形することによって得られる物品。
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