JPH09255811A

JPH09255811A - 難燃性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH09255811A
Application number: JP6871696A
Authority: JP
Inventors: Noboru Harasaki; 登原崎; Tadao Kaneuchi; 忠男金内; Shinichi Oshino; 進一押野
Original assignee: Sanwa Chemical Co Ltd
Current assignee: Sanwa Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的特性及び加工特性等の樹脂組成物の特
性に悪影響を与えることなく、優れた難燃性を有する樹
脂組成物を提供すること。【解決手段】本発明の難燃性樹脂組成物は、熱可塑性
合成樹脂に、難燃性を付与する物質としてメラミン０．
８〜１．１モルと硫酸０．５モルとの反応生成物を含有
させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性樹脂組成物
に関するものであり、詳しくは、機械的特性及び加工特
性に優れる難燃性樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】今日、
家庭用電気製品、建築物、室内装飾品及び自動車部品等
の材料として多種の熱可塑性合成樹脂が使用されてい
る。しかしながら、熱可塑性合成樹脂の大部分は易燃性
であり、特にポリオレフィン樹脂においてこの傾向が著
しい。このため、成形品の一部に炎を近づけると、該成
形品は燃焼を始め、燃焼開始後に炎を遠ざけても自然に
燃え続けるという欠点を有し、用途もある程度限定され
てしまう。

【０００３】また、近年、火災に対する安全性の要求が
強まり、家庭用電気製品等の火元となる可能性のあるも
のについては、できる限り火災の発生の可能性を減ずる
ために樹脂を難燃化することが求められてきた。

【０００４】樹脂に難燃性を付与するために、従来から
種々の方法が提案されている。一般的な方法としては、
例えば、樹脂に、リン化合物と三酸化アンチモンや、有
機ハロゲン化合物とリン化合物を併用添加する方法が知
られている。しかしながら、これらの化合物を添加して
優れた難燃性を付与するためには、該化合物を多量に添
加しなければならず、その結果、樹脂が本来有している
機械的特性その他の好ましい諸特性が著しく低下してし
まう。また、有機ハロゲン化合物を樹脂に添加した場合
には、樹脂成形時に腐蝕性ガスが発生したり、燃焼時に
有毒ガスが発生したりするという問題が生じる。さら
に、上記の化合物は高価なため、これを使用して製品と
すると、コストアップというコスト面での問題が生じ
る。

【０００５】これらの問題を解決するため、樹脂に無機
化合物（例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム、水酸化カルシウム等）を配合した難燃性樹脂組成
物が提案されている（特開昭５４−２４８３７号公
報）。しかしながら、この難燃性樹脂組成物は、優れた
難燃性を得るために添加しなければならない無機化合物
の量が多いため、樹脂が本来有する機械的特性及び加工
特性等の優れた諸特性を著しく低下させるという欠点を
有している。

【０００６】また、メラミン、メラミンシアヌレートに
代表される含窒素化合物が、特にポリアミド樹脂の難燃
剤として提案されている（特開昭５４−１５９５２号公
報、特開昭５４−３６３５２号公報、特開昭５３−８８
８５４号公報）が、加工時に熱分解しやすい、分散性が
悪い、成形時に昇華し金型に付着する等の欠点を有して
いる。

【０００７】さらに、少量の添加で難燃効果があるもの
としてメラミン硫酸塩が提案されている（特開昭５２−
２７４５７号公報）が、このメラミン硫酸塩はメラミン
１．０モルと硫酸１．１モルとの反応生成物であり、本
発明に用いられるメラミン０．８〜１．１モルと硫酸
０．５モルとの反応生成物に比べて分解温度が約５０℃
ほど低く、耐熱性低下が予想される。また、該公報に記
載の上記メラミン硫酸塩は、酸性度が高く、吸湿性が増
し、成形時に金型の腐食、吸湿による難燃剤のブリード
アウト現象の問題を起こしやすくなる等の欠点を有して
いる。

【０００８】従って、本発明の目的は、機械的特性及び
加工特性等の樹脂組成物の特性に悪影響を与えることな
く、優れた難燃性を有する樹脂組成物を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、熱可塑性合成樹脂に、メラミンと硫酸とを特
定のモル比で反応させて得られた反応生成物を含有させ
た樹脂組成物が、上記目的を達成し得ることを知見し
た。

【００１０】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、熱可塑性合成樹脂に、難燃性を付与する物質
としてメラミン０．８〜１．１モルと硫酸０．５モルと
の反応生成物を含有させた難燃性樹脂組成物を提供する
ものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の難燃性樹脂組成物
について詳細に説明する。本発明に用いられるメラミン
０．８〜１．１モルと硫酸０．５モルとの反応生成物
（以下、「メラミン／硫酸反応生成物」という）は、難
燃性を付与する物質（難燃剤）として用いられるもの
で、メラミン０．８〜１．１モル、好ましくは０．９０
〜１．０５モルを水に懸濁し８０〜９０℃まで加温し、
これに硫酸０．５モルを加えて反応させ、反応終了後、
ろ過、洗浄及び乾燥して得られた物である。また、ここ
で得られた物は粒径が大きいため（平均粒径３０μｍ以
上）、更に、粉砕及び摩砕等の処理を行うことにより得
られる、平均粒径２０μｍ以下、特に１５μｍ以下のも
ので且つ粒度分布幅の狭いものが好ましい。

【００１２】上記メラミン／硫酸反応生成物を得る際の
メラミンと硫酸との使用量の比は上述の範囲であるが、
該使用量の比が硫酸０．５モルに対してメラミン０．８
モル未満では、酸性度が高くなり、吸湿性が増すため、
成形時に金型の腐食、耐熱性の低下、吸湿による難燃剤
のブリードアウト現象が起きやすくなる。また、該使用
量の比が硫酸０．５モルに対してメラミン１．１モルを
超えると、遊離メラミンの含有量が増えて分解温度が低
下し、耐熱性が悪くなる他、成形時に一部のメラミンが
昇華して金型に付着しやすくなる。

【００１３】本発明の組成物における上記メラミン／硫
酸反応生成物の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に
対して、好ましくは１〜２５重量部、更に好ましくは８
〜２０重量部である。上記難燃剤の含有量が上記範囲内
にあると、難燃性を発揮でき、且つ組成物が有する機械
的特性及び加工特性をほとんど低下させないため好まし
い。

【００１４】本発明に用いられる熱可塑性合成樹脂とし
ては、熱可塑性を有する合成樹脂であれば特に限定され
ないが、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げること
ができ、これらのうち、低温度での加工性、耐酸性、耐
アルカリ性及び耐水性等に優れている点で、ポリスチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂が好ましく、また、引張強
さ、耐衝撃性等の機械的性質に優れている点で、ポリア
ミド樹脂が好ましい。特に、樹脂組成物が本来有する機
械的特性及び加工性等の諸特性を低下させない点で、ポ
リスチレン樹脂が好ましい。

【００１５】本発明の難燃性樹脂組成物には、必要に応
じて、充填剤、安定剤、帯電防止剤、滑剤、分散剤、可
塑剤及びその他の添加剤を添加することができる。上記
充填剤としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、タル
ク、クレー、焼成クレー、マイカ、ケイ酸カルシウム、
硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、二硫
化モリブデン、グラファイト等が挙げられる。また、上
記安定剤としては、例えば、トリアルキルホスファイ
ト、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ジベンゾ
イルメタン、ペンタエリスリトール、過塩素酸塩、ハイ
ドロタルサイト、ゼオライト等が挙げられる。

【００１６】また、上記帯電防止剤としては、例えば、
モノ直鎖アルキルトリメチルアンモニウム塩、モノアシ
ロイルアミドアルキルトリメチルアンモニウム塩、直鎖
アルキル硫酸トリエタノールアミン塩、直鎖アルキルリ
ン酸塩、ポリオキシエチレン直鎖アルキルリン酸塩、ポ
リオキシエチレン直鎖アルキルエーテル、ポリオキシエ
チレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等が挙げ
られる。また、上記滑剤としては、例えば、ステアリン
酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、高級
脂肪酸モノグリセライド、ポリオキシエチレン高級脂肪
酸エステル等が挙げられる。また、上記可塑剤として
は、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレー
ト、トリクレジルフォスフェート、ジオクチルアジペー
ト等が挙げられる。

【００１７】本発明の難燃性樹脂組成物は、例えば、次
のような方法によって製造することができる。即ち、熱
可塑性合成樹脂に、充填材、分散剤、帯電防止剤、滑剤
等の各種添加剤と、所定量のメラミン／硫酸反応生成物
とを、混合装置（例えば、ヘンシェルミキサー、スーパ
ーミキサー、タンブラーミキサー等）に入れて１〜１０
分間混合した後、得られた混合物をロール、押出機によ
り溶融混練温度１７０〜２５０℃で溶融混練し、ペレッ
ト化することによって、本発明の難燃性樹脂組成物を製
造する。

【００１８】本発明の難燃性樹脂組成物は、家庭用電気
製品、建築物、室内装飾品及び自動車部品等の材料等の
難燃性が要求される種々の用途に用いられる。

【００１９】

【実施例】次に、実施例及び比較例により本発明を更に
具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定
されるものではない。

【００２０】参考例１メラミン（１２６．１ｇ）を水５００ｍｌに懸濁し８０
〜９０℃まで加温する。これに、７５重量％硫酸（６
５．４ｇ）を徐々に加え、この温度を維持しつつ約１時
間攪拌した。その後、室温まで冷却して反応物を濾過、
洗浄し、８０℃、減圧下で２４時間乾燥した。得られた
反応生成物について元素分析した結果、硫酸含有量が２
７．８重量％であり、窒素含有量が４７．９重量％であ
り、反応生成物はメラミン１．０モル／硫酸０．５２モ
ルと計算され、ほぼ理論値（Ｃ₃Ｎ ₆Ｈ₆）₂・Ｈ₂Ｓ
Ｏ₄に一致した。

【００２１】実施例１〜１２難燃剤として参考例１で得た反応生成物（下記〔表１〕
に示す添加量）を用い、これと市販のポリスチレン樹脂
（以下、「ＰＳ」と略す）、市販のポリアミド樹脂（以
下、「ＰＡ」と略す）又は市販のポリプロピレン樹脂
（以下、「ＰＰ」と略す）１００重量部とを、下記〔表
１〕に示す組成にてヘンシェルミキサーを用いて予備混
合した。これを、８０℃一夜間乾燥後、二軸押出機にて
混練しシート（３０００×１００×２ｍｍ）を作成し
た。これについての各物性評価を、下記の試験法に従っ
て行った。その結果を下記〔表１〕に示す。

【００２２】・物性評価の試験法《難燃性》作成したシートを電気加熱油圧プレス機にて
成形加工し、ＵＬ９４燃焼試験用試験片（１２７×１
２．７×０．８ｍｍ）を作成し、ＵＬサブジェクト９４
に従って燃焼試験を行うことにより評価した。《成形加工性》作成したシートを用いて、縦・横各８０
ｍｍで厚さ２ｍｍの試料とし、相対湿度９５％、温度４
０℃の空気中に１０日間放置し、成形品表面への反応生
成物のブリードアウトを下記基準に従い、肉眼で観察し
た。 ○・・・ブリードアウトなし △・・・ブリードアウトやや有り ×・・・ブリードアウト有り《耐衝撃性》ノッチ有り、測定温度２０℃の条件で、Ａ
ＳＴＭＤ−２５６に従って、アイゾット衝撃強度を測
定することにより評価した。

【００２３】参考例２特開昭５２−２７４５７号公報の実施例１に準じてメラ
ミン／硫酸反応生成物を合成した。得られた反応生成物
について元素分析した結果、硫酸含有量が４３．７重量
％であり、窒素含有量が３７．５重量％であり、反応生
成物はメラミン１．０モル／硫酸１．０５モルと計算さ
れ、ほぼ理論値Ｃ₃Ｎ₆Ｈ₆・Ｈ₂ＳＯ ₄に一致した。

【００２４】比較例１〜６難燃剤として参考例２で得た反応生成物（下記〔表１〕
に示す添加量）を用い、これと市販のＰＳ、市販のＰＡ
又は市販のＰＰ１００重量部とを、下記〔表１〕に示す
組成にて、実施例１〜１２と同様にして、シートを作成
し、各物性評価を行った。その結果を下記〔表１〕に示
す。

【００２５】比較例７〜９難燃剤を用いずに、市販のＰＳ、市販のＰＡ又は市販の
ＰＰ１００重量部のみを用いて、実施例１〜１２と同様
にして、シートを作成し、各物性評価を行った。その結
果を下記〔表１〕に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明の難燃性樹脂組成物は、機械的特
性及び加工特性等の樹脂組成物の特性に悪影響を与える
ことなく、優れた難燃性を有するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性合成樹脂に、難燃性を付与する
物質としてメラミン０．８〜１．１モルと硫酸０．５モ
ルとの反応生成物を含有させた難燃性樹脂組成物。
【請求項２】上記熱可塑性合成樹脂が、ポリスチレン
樹脂、ポリアミド樹脂又はポリプロピレン樹脂である請
求項１記載の難燃性樹脂組成物。