JPH0959439A

JPH0959439A - 難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0959439A
Application number: JP21607095A
Authority: JP
Inventors: Masaru Terao; 賢寺尾; Motoyoshi Tsujimoto; 素芳辻本
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1995-08-24
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた難燃性を有し、燃焼時に有毒ガスを発
生させない難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物を提供す
る。【解決手段】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対
し、（Ａ）５〜３０重量部のフェノール樹脂、（Ｂ）５
〜５０重量部の窒素含有化合物、ホウ素含有化合物、低
融点ガラス化合物の中から選ばれた１種以上の難燃性化
合物、（Ｃ）５〜３０重量部の膨張性黒鉛の混合物又は
溶融混合物を配合した難燃性ポリオレフィン系樹脂組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた難燃性を有しつ
つ、燃焼時に有害ガスを発生させない難燃性ポリオレフ
ィン系樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】代表的なポリオレフィン系樹脂の一つで
有るポリエチレンは、安価である、透明である、耐衝撃
性がよい、電気絶縁性がよい、化学的に安定である、透
湿性が小さい等多くの長所を有しているため、各種容
器、食器、玩具、日用雑貨、台所用品等用途は広範囲に
及んでいる。又、代表的なもう一つのポリオレフィン系
樹脂であるポリプロピレンは、安価である、透明であ
る、機械特性が良好である、化学的に安定である、耐熱
性が比較的良好、電気絶縁性がよい、透湿性が小さいな
ど多くの長所を有しているため、各種容器、食器、玩
具、日用雑貨台所用品、フィルムシート、自動車のバン
パー等用途はポリエチレンより更に広範囲に及んでい
る。

【０００３】このように、ポリオレフィン系樹脂は数々
の長所を有しているが、ポリエチレン、ポリプロピレン
のいずれも燃え易いという共通の欠点を有している。こ
の欠点を改良するため、ハロゲン系難燃剤やリン系難燃
剤あるいは窒素系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化
マグネシウム等いわゆる添加型難燃剤を配合する手法が
行われてきたが、これらの手法を用いると得られる組成
物の特性が低下するという問題があった。最も良い難燃
化の手法は、樹脂自体を難燃性にする手法であり、ポリ
オレフィン系樹脂の場合、ハロゲン化ポリオレフィンを
配合する方法が用いられてきたが、この方法では、難燃
性は向上するものの、環境破壊で問題となっているハロ
ゲンを多量に用いなければならないという問題があっ
た。又、赤リンを配合する試みがなされているが、赤リ
ンを配合する方法では燃焼時に溶融液滴を生じたりして
難燃性が不十分であり、更にホスフィンガスが発生する
といった問題点を有していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は特性の低下を
ほとんどまねくことなくノンハロゲンで難燃性の向上し
たポリオレフィン系樹脂を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らはポリオレフ
ィン系樹脂のノンハロゲン難燃化について検討した結
果、フェノール樹脂を単純に配合する方法では難燃性を
向上するには多量の添加が必要であり、添加量を多くす
ると耐寒性、耐衝撃性などの低下といった欠点を有する
ことが判明した。また、窒素含有化合物、ホウ素含有化
合物、低融点ガラス化合物においても同様に難燃性を向
上するためには多量の添加が必要であり、添加量を多く
するとブリード、耐衝撃性の低下などの欠点を有するこ
とが判明した。そこで、異なるメカニズムを有する難燃
化合物を用いることにより、相乗的に難燃性を向上させ
るため、さらに鋭意検討した結果、フェノール樹脂と窒
素含有化合物、ホウ素含有化合物、低融点ガラス化合物
の中から選ばれた１種以上の難燃性化合物及び膨張性黒
鉛を併用すると、少量の添加で難燃性が向上するように
なり、難燃性と他の特性とのバランスが保たれ、耐寒
性、耐衝撃性、ブリードなどの欠点が生じることなく、
難燃性が向上することを見いだし、本発明を完成させる
に至った。

【０００６】即ち本発明は、ポリオレフィン系樹脂１０
０重量部に対し、（Ａ）５〜３０重量部のフェノール樹
脂、（Ｂ）５〜５０重量部の窒素含有化合物、ホウ素含
有化合物、低融点ガラス化合物の中から選ばれた１種以
上の難燃性化合物、（Ｃ）５〜３０重量部の膨張性黒鉛
の混合物又は溶融混練物を配合してなることを特徴とす
る難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物に関するものであ
り、好ましくは（Ａ）フェノール樹脂、（Ｂ）難燃性化
合物、（Ｃ）膨張性黒鉛を予め溶融混練した後、ポリオ
レフィン系樹脂に配合してなることを特徴とする難燃性
ポリオレフィン系樹脂組成物に関するものである。

【０００７】本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂
は、例えばポリエチレン、エチレン−（メタ）アクリル
酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重
合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル共重合体、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸変性ポ
リエチレン、カルボン酸変性ポリエチレン、ポリプロピ
レン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロ
ピレン−ジエン共重合体等が挙げられる。これらの樹脂
は、単独あるいは二種以上組み合わせて用いられる。こ
れらの中でもポリエチレン系樹脂がノンハロゲン系難燃
性化合物との分散性の点で好ましい。

【０００８】本発明の（Ａ）成分であるフェノール樹脂
は、燃焼時に殻を形成する機能、窒素含有化合物、ホウ
素含有化合物、低融点ガラス、膨張性黒鉛などをつなぐ
バインダーとしての機能を有する大変重要な成分であ
る。本発明の（Ａ）成分として用いられるフェノール樹
脂は特に限定するものでなく、例えば、フェーノール類
とホルマリンとをホルムアルデヒド／フェノール類のモ
ル比が、０．５〜１．０となるような配合比率で反応釜
に仕込み、更にシュウ酸、塩酸、硫酸、トルエンスルフ
ォン酸等の触媒を加えた後加熱し、適当な時間還流反応
を行った後、分離した水を除去するため真空脱水あるい
は静置脱水し、更に残っている水と未反応のフェノール
類を除去する方法により得ることができる。これらの樹
脂あるいは複数の原料成分を用いることにより得られる
共縮合フェノール樹脂は、単独あるいは二種以上組み合
わせて用いられる。これらの中でも燃焼時の殻形成能が
優れるフェノールノボラック樹脂が好適に用いられる。

【０００９】本発明の（Ｂ）成分である窒素含有化合物
は炭化促進機能、ホウ素含有化合物はガラス状皮膜を形
成する機能を有する重要な成分である。本発明の（Ｂ）
成分として用いられる窒素含有化合物及びホウ素含有化
合物は特に限定するものではなく、例えばチッソ系化合
物としてはメラミン、メラミンシアヌレート、リン酸メ
ラミン、リン酸アンモニウム等が挙げられる。ホウ素含
有化合物としてはほう酸、ほう酸亜鉛等が挙げられる。
これらの中でもフェノール樹脂と相乗効果を有する点で
窒素含有化合物としてはメラミンシアヌレート、ホウ素
含有化合物としてはほう酸が好適に用いられる。

【００１０】本発明の（Ｃ）成分である膨張性黒鉛は、
（Ａ）成分のフェノール樹脂及び（Ｂ）成分の難燃性化
合物と併用すると顕著な相乗効果を示し、燃焼時に膨張
して熱を遮断し、難燃性を向上させる効果を有する大変
重要な成分である。本発明の（Ｃ）成分として用いられ
る膨張性黒鉛は特に限定されるものでなく、例えば、分
級により任意の粒径にした膨張性黒鉛、リン含有膨張性
黒鉛などが挙げられる。

【００１１】本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の混
練手法は特に制限が無いが、良く用いられる手法とし
て、ポリオレフィン系樹脂、（Ａ）成分のフェノール樹
脂と（Ｂ）成分の難燃性化合物と（Ｃ）成分の膨張性黒
鉛とを一括投入し加圧ニーダーやバンバリーミキサー等
で１５０〜２５０℃、１０〜３０分間溶融混練する方
法、又は（Ａ）成分のフェノール樹脂、（Ｂ）成分の難
燃性化合物及び（Ｃ）成分の膨張性黒鉛とを予め１００
〜２５０℃、１０〜３０分間溶融混練した後、ポリオレ
フィン系樹脂に添加し更に溶融混練する方法により得ら
れるが、後者の方がポリオレフィン系樹脂中で（Ａ）フ
ェノール樹脂、（Ｂ）難燃性化合物、（Ｃ）膨張性黒鉛
の分散性が向上するためより好ましい。又、（Ａ）フェ
ノール樹脂、（Ｂ）難燃性化合物、（Ｃ）膨張性黒鉛を
溶融混練後、粉砕し、その粉砕物をポリレフィン系樹脂
に配合し、溶融混練する方法も好適に用いられ、（Ａ）
フェノール樹脂、（Ｂ）難燃性化合物、（Ｃ）膨張性黒
鉛の溶融混練物がミクロに分散するためより好ましい。

【００１２】本発明の難燃性ポリオレフィン系樹脂組成
物において、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し
て、（Ａ）成分のフェノール樹脂を５〜３０重量部の範
囲で配合しなければならない。フェノール樹脂が５重量
部を下回ると難燃性の改善効果が不十分となり、３０重
量部を上回ると耐寒性、耐衝撃性が顕著に低下する。
又、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、
（Ｂ）成分の難燃性化合物を５〜５０重量部の範囲で配
合しなければならない。難燃性化合物が５重量部を下回
ると難燃性の改善効果が不十分となり、５０重量部を上
回るとブリードなどが生じ、機械特性などが顕著に低下
する。ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、
（Ｃ）成分の膨張性黒鉛を５〜３０重量部の範囲で配合
しなければならない。膨張性黒鉛が５重量部を下回ると
難燃性の改善効果が不十分となり、３０重量部を上回る
と機械特性などが顕著に低下する。

【００１３】このように本発明の難燃性ポリオレフィン
系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂の特性の低下を
ほとんど招くこと無く難燃性が向上している。その理由
として、（Ａ）成分のフェノール樹脂が燃焼時の殻形
成、溶融液滴の防止機能、他の難燃剤とのバインダー機
能、（Ｂ）成分の難燃性化合物は窒素含有化合物がフェ
ノール樹脂との相乗効果で炭化の促進、又、ホウ素含有
化合物及び低融点ガラス化合物はガラス状被膜を形成、
（Ｃ）成分の膨張性黒鉛が燃焼時に膨張して断熱作用と
いったそれぞれ異なるメカニズムを有するため、燃焼時
にそれらが相乗的に作用し難燃性を飛躍的に向上させる
と考えられる。

【００１４】本発明の難燃性ポリオレフィン系樹脂組成
物には、更に用途、目的に応じて他の配合剤、例えばタ
ルク、マイカ、炭酸カルシウム、ワラスナイトのような
無機充填剤、カップリング剤あるいはガラス繊維、カー
ボン繊維等のような補強剤、水酸化マグネシウム、水酸
化アルミニウム等の無機水和物、難燃助剤、架橋剤、制
電剤、安定剤、顔料、離型剤、エラストマー等の耐衝撃
改良剤等を配合することができる。本発明の難燃性ポリ
オレフィン系樹脂組成物は通常のポリオレフィン系樹脂
成形品に用いられている加工方法、例えば射出成形や押
出成形等により、容易に成形品に加工される。

【００１５】

【実施例】以下実施例により、本発明を説明する。引張
試験はＡＳＴＭ−Ｄ６３８、耐寒性はＪＩＳＫ６３０
１、酸素指数はＡＳＴＭ−Ｄ２８６３、燃焼試験はUnde
rwriters Laboratories 社の安全標準ＵＬ９４（○：燃
焼時間１０秒以内 △：１０秒以上燃焼 ×：全焼）、
成形外観は目視の判定（○：良好 ×：ブツ有り）によ
って測定した結果である。

【００１６】（実施例及び比較例）ポリオレフィン系樹
脂としては、ポリエチレン［ＰＥ;東ソー（株）製ペ
トロセン２０３］、メチルメタクリレート変性ポリエチ
レン［ＥＭＭＡ；住友化学（株）製アクリフトＷＨ１
０２］、ポリプロピレン［ＰＰ;住友化学工業（株）製
住友ノーブレンＨ５０１］を使用した。（Ａ）成分
としては、フェノールノボラック樹脂［ＰＮ；住友デュ
レズ（株）製ＰＲ−５１４７０］を使用した。（Ｂ）
成分としては、窒素含有化合物のメラミンシアヌレート
［ＭＣ−４１０；日産化学（株）製］、リン酸メラミン
［ＭＰＰ−Ａ；三和ケミカル（株）製］を用い、ホウ素
含有化合物のほう酸、低融点ガラスのガラスフリット
［フリット；日本フェロー（株）製００−０３２１
Ｐ］を使用した。（Ｃ）成分としては、膨張性黒鉛［Ｅ
ＸＰ−Ｇ；中央化成（株）製ＥＸＰ−Ｇ８０９９］を
使用した。又、本発明の実施例では、（Ａ）フェノール
樹脂、（Ｂ）難燃性化合物及び（Ｃ）膨張性黒鉛を溶融
混練した後、粉砕し、その粉砕物をポリオレフィン系樹
脂に配合する方法を用いた。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【発明の効果】本発明のポリオレフィン系樹脂組成物
は、ハロゲン系難燃剤や赤リンを配合していないので機
械特性たお難燃性を両立した成形品を得ることが可能と
なり、さらに燃焼時に有毒ガスを発生させない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 61/08 Ｃ０８Ｌ 61/08 Ｃ０９Ｋ 21/14 Ｃ０９Ｋ 21/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対
し、（Ａ）５〜３０重量部のフェノール樹脂、（Ｂ）５
〜５０重量部の窒素含有化合物、ホウ素含有化合物、低
融点ガラス化合物の中から選ばれた１種以上の難燃性化
合物、（Ｃ）５〜３０重量部の膨張性黒鉛、の混合物又
は溶融混練物を配合してなることを特徴とする難燃性ポ
リオレフィン系樹脂組成物。
【請求項２】フェノール樹脂（Ａ）がフェノールノボ
ラック樹脂である請求項１記載の難燃性ポリオレフィン
系樹脂組成物。
【請求項３】ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系
樹脂である請求項１又は２記載の難燃性ポリオレフィン
系樹脂組成物。
【請求項４】フェノール樹脂（Ａ）、難燃性化合物
（Ｂ）及び膨張性黒鉛（Ｃ）を予め溶融混練した後、ポ
リオレフィン系樹脂に配合する難燃性ポリオレフィン系
樹脂組成物の製造方法。