JPH08176343A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性樹脂組成物

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JPH08176343A
JPH08176343A JP32040794A JP32040794A JPH08176343A JP H08176343 A JPH08176343 A JP H08176343A JP 32040794 A JP32040794 A JP 32040794A JP 32040794 A JP32040794 A JP 32040794A JP H08176343 A JPH08176343 A JP H08176343A
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resin
flame
hydroxide
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Manabu Shimoda
学 下田
Yukihiro Yoda
幸廣 與田
Michio Iwama
道夫 岩間
Noboru Hatsuda
登 初田
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 樹脂100重量部に対して、ポリリン酸
アンモニウム10〜25重量部、多価水酸基含有化合物
1〜15重量部、トリアジン環含有化合物1〜10重量
部及び金属水酸化物0.1〜5重量部を含有する難燃性
樹脂組成物。 【効果】 成型加工性が良好であり、樹脂の機械的
性能の低下もたらす事がなく、樹脂の色相が白色かつ優
れた難燃性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂の機械的性能を維持
しながらも高度の難燃性を有する非ハロゲン系難燃剤で
難燃化された難燃性樹脂組成物に関する。詳しくは難燃
剤としてポリリン酸アンモニウム、多価水酸基含有化合
物、トリアジン環含有化合物及び金属水酸化物を併用し
て難燃化された難燃性樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より樹脂は、電気的特性、機械的強
度に優れるため家庭用電製品、電気電子部品、建築物、
自動車部品等に多用されている。しかし燃え易く、燃焼
時に有毒ガスを発生する事から種々の用途で樹脂材料に
対する難燃規制が実施されてきている。従来、これに用
いる難燃剤としてハロゲン系難燃剤が多用されてきた
が、燃焼時の腐食性ガス、有毒ガスの発生が問題となっ
ており、最近、難燃剤の非ハロゲン化へのニーズが高ま
っている。
【0003】現在使用されている非ハロゲン系難燃剤は
金属水酸化物系を主としておりこれには水酸化アルミニ
ウム又は水酸化マグネシウムが挙げられる。しかしこれ
らは樹脂に多量に添加しなければ難燃性を発揮すること
ができず、そのため樹脂の成型加工性及び機械的性能の
低下をもたらすという欠点がある。また、金属水酸化物
の吸湿性のため樹脂のブリード等の問題もある。
【0004】更に難燃剤にポリリン酸アンモニウムを使
用した系である特開昭54−22450号公報では、ポ
リオレフィン樹脂、ポリリン酸アンモニウム、水酸化マ
グネシウム又は水酸化アルミニウムの組み合わせが提案
されているが、樹脂100重量部に対して難燃剤の添加
量を60重量部と多量にしなければ、所望の難燃性が得
られず、樹脂の成型加工性及び樹脂の機械的性能の劣化
を避ける事ができないという問題が残る。
【0005】また、特開平2−127446号公報に
は、ハロゲンを含有しないポリマー、発泡層形成剤、炭
化層形成剤、金属水和物の組み合わせで難燃性組成物が
記載されているが、樹脂100重量部に発泡層形成剤や
炭化層形成剤及び金属水和物を110重量部以上添加し
なければ、高度の難燃性が得られず、樹脂物性の低下を
避けることはできない。
【0006】そこで、本出願人は先に、比較的少ない添
加量で高い難燃樹脂を得る難燃剤組成物として、ポリリ
ン酸アンモニウム、多価水酸基含有化合物及び窒素含有
化合物からなる組成物を提案した(特願平6−207041
号)。しかし、この樹脂組成物は、樹脂物性を保持した
まま高度の難燃性が得られるものの、成型体が着色する
という問題点があった。
【0007】そこで、本発明は樹脂に対して比較的少な
い添加部数でUL規格のV−0を達成することができ、
かつ成型体の色相が白色であり、更に樹脂物性も維持し
た難燃性樹脂組成物を提供する事を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、難燃剤として
ポリリン酸アンモニウム、多価水酸基含有化合物、トリ
アジン環含有化合物、及び金属水酸化物を併用して用い
ると、従来技術より比較的少ない添加部数で所望の難燃
性が得られ、樹脂の色相が白色であり、成型加工性も良
く、更に樹脂の機械的強度を維持できることを見いだし
本発明を完成させるに至った。
【0009】すなわち本発明は、樹脂100重量部に対
して、 A)ポリリン酸アンモニウム 10〜25重量部、 B)多価水酸基含有化合物 1〜15重量部、 C)トリアジン環含有化合物 1〜10重量部、 D)金属水酸化物 0.1〜5重量部、 を含有する難燃性樹脂組成物である。
【0010】以下本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明で用いる樹脂はポリオレフィン系樹
脂として例えば、ポリエチレン、ポリプロヒピレン、エ
チレン/プロピレン共重合体、ポリブテン−1、ポリメ
チルペンテン 、エチレン/アクリル酸エステル共重合
体、エチレン/ 酢酸ビニル共重合体、ポリシクロオレ
フィン等、スチレン系樹脂として例えば、ポリスチレン
、耐衝撃性ポリスチレン、ABS樹脂、MBS樹脂、
AS樹脂、スチレン/メチルメタクリレート共重合体が
使用できる。熱可塑性ポリエステル樹脂として、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ポリアミド樹脂として6−ナイロン、6,6−ナイ
ロン、ポリエーテル樹脂としてポリフェニレンオキシ
ド、ポリフェニレンオキシド/耐衝撃性ポリスチレンブ
レンド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート
/ABS樹脂等が挙げられる。
【0012】本発明で用いるポリリン酸アンモニウムは
平均粒径40μm以下、かつ25℃の水90ml中に10
g分散させたとき、30分後の溶解量が1g以下である
ものが好適である。ポリリン酸アンモニウムの平均粒子
径が40μmより大きい場合、樹脂に対する分散性が悪く
なり高度な難燃性を得る事ができないことがあるばかり
か、成型樹脂の機械的強度の低下をもたらす場合があ
る。また上記溶解量が1gを越えると成型後の樹脂がブ
リードするために機械的強度低下の原因となる。このよ
うな特性を備えた市販品のポリリン酸アンモニウムとし
て、EXOLIT422(ヘキスト社製)、Phoscheck 30(モンサント社
製)、また更に吸湿性を抑制した表面被覆型ポリリン酸
アンモニウムとしてEXOLIT462(ヘキスト社製)等が例示で
きる。
【0013】本発明で使用するポリリン酸アンモニウム
は、樹脂100重量部に対して10〜25重量部添加す
るのが好ましく、更に好ましくは15〜20重量部であ
る。ポリリン酸アンモニウム使用量が10重量部より少
ない場合、高度な難燃性を発揮する事ができないため好
ましくない。また、ポリリン酸アンモニウム使用量が2
5重量部を越える場合、難燃性はそれほど向上せず、む
しろ樹脂の機械的性能の低下をもたらす。
【0014】本発明で用いる多価水酸基含有化合物はペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペ
ンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール 、ト
リスヒドロキシエチルイソシアネート 、ポリエチレン
グリコール、グリセリン、デンプン、ブドウ糖、セルロ
ース、ソルビトール等である。これら多価水酸基含有化
合物のうち多価アルコール化合物は樹脂との馴染みが良
く、低水溶性及び低吸湿性の点で好ましく、とりわけジ
ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ポ
リペンタエリスリトール(縮合度≧4)は水溶性、吸湿性
が特に低いため本発明に適している。
【0015】これらの平均粒子径は40μm以下である
ことが好ましいが、とりわけポリリン酸アンモニウムの
平均粒子径よりも小さい方がポリリン 酸アンモニウム
の表面を覆う事ができ難燃性向上の点で望ましい。多価
水酸基含有化合物の平均粒子径が40μmよりも大きい
場合、樹脂中の分散度合いが低くなり高度な難燃性を得
難く、また樹脂の機械的性能の低下をもたらす場合があ
る。
【0016】これら多価水酸基含有化合物は樹脂100
重量部に対し、その使用量としては1〜15重量部の範
囲が好ましく、更に好ましくは5〜15重量部が好適で
ある。樹脂への添加部数が1重量部未満の場合、高度な
難燃性を得る事ができない。逆に15重量部を越えた場
合、難燃性は向上するが、過剰の水酸基がポリリン酸ア
ンモニウムを一部溶解し樹脂の色相悪化をもたらす。
【0017】本発明におけるトリアジン環含有化合物と
しては、メラミン、アンメリン、メラム、ベンズグアナ
ミン、アセトグアナミン、フタロジグアナミン、メラミ
ンシアヌレート、ピロリン酸メラミン、ブチレンジグア
ナミン、ノルボルネンジグアナミン、メチレンジメラミ
ン、エチレンジメラミン、トリメチレンジメラミン、テ
トラメチレンジメラミン、ヘキサメチレンジメラミン、
1,3−ヘキシレンジメラミン等である。
【0018】トリアジン環含有化合物の平均粒子径はポ
リリン酸アンモニウムの平均粒子径よりも小さい事が望
ましい。好ましくは40μm以下である。トリアジン環
含有化合物の平均粒子径が40μmよりも大きい場合、
樹脂への分散性が悪くなり高度な難燃性を得難いばかり
か樹脂の機械的強度が低下する場合がある。
【0019】トリアジン環含有化合物の樹脂への添加部
数は樹脂100重量部に対して1〜10重量部の範囲内
である。1重量部未満の場合、他成分との相乗効果を発
揮出来ず高度な難燃性を得る事ができない。10重量部
を越える場合は、難燃性はそれほど向上せず、むしろ樹
脂の成型性及び機械的強度の低下をもたらす。とりわ
け、ピロリン酸メラミンはトリアジン成分中に燐酸根が
残っているため、過剰に使用すると樹脂の色相悪化もも
たらす。
【0020】本発明で用いられる金属水酸化物は、水酸
化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウ
ム、ハイドロタルサイト、水酸化バリウム、水酸化亜鉛
等があげられるが、好ましくは水酸化マグネシウム、水
酸化アルミニウム、ハイドロタルサイトである。水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等は潮解性があるためにブ
リード等の問題が生じる恐れがある。
【0021】金属水酸化物の平均粒径は40μm以下が
好ましい。金属水酸化物の平均粒径が40μmよりも大
きい場合、樹脂への分散性が悪なり高度な難燃性を得難
いばかりか樹脂の機械的強度の低下をもたらす場合があ
る。
【0022】金属水酸化物を添加するのは、樹脂の色相
を白色にする事が主たる目的である。金属水酸化物を添
加しない場合、成型時の熱によってポリリン酸アンモニ
ウムの一部が脱アンモニアしてポリリン酸を生じ、ポリ
リン酸が樹脂や多価水酸基含有化合物やトリアジン環含
有化合物に悪影響して樹脂の色相悪化をもたらす。金属
水酸化物を添加した場合、塩基性の金属水酸化物が酸を
中和し、樹脂の色相悪化を抑制し白色の成型体を得る事
ができるものと思われる。
【0023】金属水酸化物の樹脂への添加部数は樹脂1
00重量部に対し0.1〜5重量部が好ましく、更に好
ましくは0.5〜3重量部が好適である。0.1重量部未
満の場合、難燃性は得られるが、樹脂の色相悪化をもた
らす。 5重量部を越える場合は、成型体は白色だが難
燃性が急激に低下する。
【0024】本発明の難燃剤組成物(即ち、ポリリン酸
アンモニウム、多価水酸基含有化合物、トリアジン環含
有化合物及び金属水酸化物)を樹脂に所定量練り込む事
で優れた難燃性と樹脂性能を兼備した難燃性樹脂組成物
が得られる。練り込み方法としては特に制限はなく、通
常の方法が採用できる。例えば、ヘンシェルミキサー(商品名)
で樹脂と本発明の難燃 剤組成物を均一に混合してか
ら、2軸押出機で溶融混練する方法が挙げられる。均一
混合時、本発明の難燃剤は粒子径が40μmより小さい
混合物である事が、難燃性を向上させる上でも、また成
形物の表面外観や、機械的物性を向上させる上でも望ま
しい。混合前にポリリン酸アンモニウム、多価水酸基含
有化合物、トリアジン環含有化合物、金属水酸化物を4
0μm以下に粉砕しておいてから混合しても良く、混合
しながら40μm以下に粉砕して行っても良い。この混
練時に、必要に応じてヒンダードフェノール系抗酸化
剤、ヒンダードアミン系光安定剤、熱安定剤、Ti
2、カーボンブラック等の顔料、ガラス繊維、カーボ
ン繊維等の充填剤などを本難燃剤組成物と共に樹脂に混
合することもできる。溶融混練時の好ましい温度は25
0℃以下である。
【0025】また、難燃剤組成物は樹脂100重量部に
対して合計30重量部以下でありかつポリリン酸アンモ
ニウム以外の難燃剤添加部数が20重量部以下である事
が好ましい。 難燃剤合計添加部数が30重量部を越え
ると難燃性は向上するが成型加工性の悪化及び樹脂の機
械的性能の低下を招き、好ましくない。
【0026】
【実施例】以下に本発明の内容を実施例で具体的に説明
する。 実施例1 ポリプロピレン(三井ノーブレンBJHH、三井東圧化学社製)100重量部 ポリリン酸アンモニウム(Exolit422*1)、ヘキスト社製) 18重量部 ジペンタエリスリトール(広栄化学社製) 8.4重量部 メラミンシアヌレート(三井東圧化学社製) 3.6重量部 水酸化マグネシウム(旭硝子社製) 0.9重量部 [*1)平均粒子径18μm、25℃水90ml中に10g分散させ
たときの30分後の溶解量が0.8g]よりなる混合物をヘンシェ
ルミキサーを用いて、5kg作成し、2軸押出機で200℃
で混練しペレット化した。該ペレットを80℃の乾燥機
で2h乾燥した後、射出成形を 行い126mm×12.6mm×
3.1mmのUL燃焼試験片、ASTM D256で規定され
るアイゾット試験片、ASTM D638に規定される
引っ張り試験片及びASTM D790で規定された曲
げ試験片を作成した。
【0027】燃焼試験はUL94垂直試験に準拠して行
った。 評価 V0:高度の難燃性 V2:ある程度の難燃性 ×:難燃性なし アイゾット試験はASTM D256に準拠し、引っ張
り試験はASTM D638 に準拠し、曲げ試験はA
STM D790に準拠して行った。本実施例及び以後
の実施例での難燃性樹脂組成物の組成及び評価結果を表
1に示した。
【0028】実施例2〜6 難燃樹脂組成物の評価用試験片作成方法及び評価方法は
実施例1に同じ。難燃樹脂組成、及び評価結果は表1に
示した。
【0029】
【表1】
【0030】これら実施例の評価結果、ポリリン酸アン
モニウムと多価水酸基含有化合物とトリアジン環 化合
物と金属水酸化物の組み合わせで使用したところポリプ
ロピレン(三井ノーブレンBJHH)にUL94 V0
の難燃性を付与する能力を持っていた。更に成型樹脂の
機械的強度も維持でき、成型体の色相は白色であった。
【0031】比較例1 実施例1の組成からジペンタエリスリトールを除いた組
成で評価した。難燃樹脂組成物の評価用試験片作成方法
は実施例1に同じ。難燃樹脂組成、及び評価結果は表2
に示した。その結果ジペンタエリスリトールを除くと難
燃性は全く得られなかった。
【0032】比較例2 実施例1の組成からトリアジン環化合物を除いた組成で
評価した。難燃樹脂組成物の評価用試験片作成方法は実
施例1に同じ。難燃樹脂組成、及び評価結果は表2に示
した。その結果、トリアジン環化合物を除くと高度な難
燃性(V0)は得られず、V2となった。
【0033】比較例3 実施例1の組成から金属水酸化物を除いた組成で評価し
た。難燃樹脂組成物の評価用試験片作成方法は実施例1
に同じ。難燃樹脂組成、及び評価結果は表2に示した。
その結果金属水酸化物を除くと高度な難燃性(V0)は
得られたが、成型体は黄色く着色した。
【0034】比較例4 実施例1の組成のうちポリリン酸アンモニウムの添加量
を30重量部にした場合の評価結果を表2に示した。そ
の結果、ポリリン酸アンモニウムの添加量が多すぎる場
合、高度な難燃性(V0)は得られるが、樹脂の機械的
強度が極端に低下し、成型体の色相も黄色となった。
【0035】比較例5 実施例1の組成のうちポリリン酸アンモニウムの添加量
を8重量部にした場合の評価結果を表2に示した。その
結果、ポリリン酸アンモニウムの添加量が少なすぎる
為、高度な難燃性(V0)は得られず、V2となった。
【0036】比較例6 実施例1の組成のうちジペンタエリスリトールを25重
量部の場合の評価結果を表2に示した。ジペンタエリス
リトールの添加部数が多すぎるため高度の難燃性(V
0)は得られるが、成形体の色相悪化及び樹脂の機械的
強度の低下が起こった。
【0037】比較例7 実施例1の組成のうちジペンタエリスリトールを0.5
重量部の場合の評価結果を表2に示した。ジペンタエリ
スリトールの添加部数が極端に低いため難燃性は全く得
る事ができなかった。
【0038】比較例8 実施例1の組成のうちトリアジン環化合物の添加量が2
5重量部の場合の評価結果を表2に示した。トリアジン
環化合物の添加部数が極端に多い場合、高度な難燃性
(V0)、白色成形体を得たが、機械的強度は低下し
た。
【0039】比較例9 実施例1の組成のうちトリアジン環化合物の添加量が
0.5重量部の場合の評価結果を表2に示した。トリア
ジン環化合物の添加部数が極端に少ないため、高度の難
燃性(V0)は得られず、V2となった。
【0040】比較例10 実施例1の組成のうち金属水酸化物の添加量を8重量部
にした場合の評価結果を表2に示した。金属水酸化物の
添加部数が極端に多い場合、難燃性は全く得る事ができ
なかった。
【0041】比較例11 実施例2の組成のうちトリスヒドロキシエチルイソシア
ヌレートを25重量部の場合の評価結果を表2に示し
た。トリスヒドロキシエチルイソシアヌレートの添加部
数が多すぎるため高度の難燃性(V0)は得られるが、
成型体の色相は、黄色になった。
【0042】比較例12 実施例2の組成のうちトリスヒドロキシエチルイソシア
ヌレートを0.5重量部の場合の評価結果を表2に示し
た。トリスヒドロキシエチルイソシアヌレートの添加部
数が極端に低いため難燃性は全く得る事ができなかっ
た。
【0043】比較例13 実施例3の組成のうちトリアジン環化合物の添加量が2
5重量部の場合の評価結果を表2に示した。トリアジン
環化合物の添加部数が極端に多い場合、高度な難燃性
(V0)は得られたが、成型体の色相悪化、機械的強度
低下となった。
【0044】比較例14 実施例3の組成のうちトリアジン環化合物の添加量が
0.5重量部の場合の評価結果を表2に示した。トリア
ジン環化合物の添加部数が極端に少ないため、高度の難
燃性(V0)は得られず、V2となった。
【0045】
【表2】
【0046】
【発明の効果】本発明の難燃性樹脂組成物は、成型加工
性が良好であり、樹脂の機械的性能の低下もたらす事な
く、樹脂の色相が白色かつ優れた難燃性を示すものであ
る。
フロントページの続き (72)発明者 初田 登 山口県下関市彦島迫町七丁目1番1号 三 井東圧化学株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂100重量部に対して A)ポリリン酸アンモニウム 10〜25重量部 B)多価水酸基含有化合物 1〜15重量部 C)トリアジン環含有化合物 1〜10重量部 D)金属水酸化物 0.1〜5重量部 を含有する難燃性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 ポリリン酸アンモニウムの平均粒子
    径が40μm以下でかつ25℃の水90ml中に10g
    分散させたとき、30分後の溶解量が1g以下である事
    を特徴とする請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 多価水酸基含有化合物がペンタエリ
    スリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリ
    スリトール、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレー
    ト、グリセリン、ポリエチレングリコールから選ばれる
    請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 金属水酸化物が水酸化マグネシウ
    ム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化アルミ
    ニウム、水酸化亜鉛及びハイドロタルサイトの一種又は
    二種以上よりなる請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
JP32040794A 1994-12-22 1994-12-22 難燃性樹脂組成物 Pending JPH08176343A (ja)

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