DE602004003179T2

DE602004003179T2 - Komplexes Flammschutzmittel und thermoplastische Harzzusammensetzung, welche diese enthält

Info

Publication number: DE602004003179T2
Application number: DE602004003179T
Authority: DE
Inventors: Hideki Nakagawa; Hideki Endou
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd; Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd; AGC Inc
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2024-07-27
Also published as: US20050027048A1; EP1502900A1; DE602004003179D1; EP1502900B1; ATE345316T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein komplexes Flammschutzmittel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein komplexes Flammschutzmittel, das einer thermoplastischen Harzzusammensetzung einen hervorragenden Flammschutz verleihen und ferner die Formbarkeit einer solchen Harzzusammensetzung verbessern kann, sowie eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die das komplexe Flammschutzmittel enthält.
Eine thermoplastische Harzzusammensetzung weist eine hervorragende Formbarkeit auf und wird verbreitet als Material zur Herstellung von geformten Produkten mit verschiedenen Formen verwendet. Viele thermoplastische Harze sind jedoch gewöhnlich leicht entflammbar und weisen einen schlechten Flammschutz auf, wodurch der nützliche Bereich geformter Produkte wesentlich beschränkt wird. Unter diesen Umständen wurden verschiedene Flammschutzmittel zur Verbesserung des Flammschutzes thermoplastischer Harzzusammensetzungen entwickelt. Üblicherweise wird ein Metallhydroxid, bei dem während der Dehydratisierung ein endothermer Effekt genutzt wird, wie z.B. Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid, eine Verbindung, die Halogenatome, wie z.B. Bromatome oder Chloratome, enthält, wie beispielsweise Decabromdiphenylether oder chloriertes Paraffin, oder ein Metalloxid, das insbesondere zur Unterdrückung der Raucherzeugung zum Zeitpunkt einer Verbrennung effektiv ist, wie z.B. Molybdänoxid, verwendet. Ferner ist auch bekannt, dass eine Phosphor-Typ-Verbindung, wie z.B. ein Phosphorsäureester, Ammoniumpolyphosphat oder roter Phosphor, einen Flammschutz zeigt. Es ist beschrieben worden, dass eine Phosphor-Typ-Verbindung zum Zeitpunkt der Verbrennung in Polyphosphorsäure umgewandelt wird und dadurch die Verbrennungsoberfläche bedeckt oder eine Wirkung zur Carbonisierung eines Harzes durch eine Dehydratisierungswirkung aufweist.
Im Hinblick auf Umweltprobleme sollte die Verwendung eines Harzes, das Chloratome oder Bromatome enthält, oder eines Harzes, in das ein Halogen-Typ-Flammschutzmittel, das Chloratome oder Bromatome enthält, einbezogen ist, besser vermieden werden. Demgemäß hat eine Phosphor-Typ-Verbindung als Flammschutzmittel, das kein Halogen enthält, Aufmerksamkeit erlangt. Eine Phosphor-Typ-Verbindung zersetzt sich jedoch in einem Bereich von etwa 350 bis 450°C und weist folglich das Problem auf, dass sie bezüglich des Flammschutzes in vielen Fällen innerhalb eines Temperaturbereichs von mindestens 450°C schlecht ist.
Ferner bildet ein Glas mit niedrigem Schmelzpunkt zum Zeitpunkt des Erhitzens einen glasartigen Überzugsfilm auf der Oberfläche eines geformten Produkts und hat folglich die Funktion einer Sauerstoffabschirmung, und es wird erwartet, dass es eine Funktion als Flammschutzmittel hat. Das US-Patent 4,544,695 beschreibt, dass ein Glas mit niedrigem Schmelzpunkt, das ein Sulfat umfasst, effektiv ist, jedoch weist ein solches Glas ein Problem bezüglich der Wasserbeständigkeit auf und ist daher in der Praxis nicht geeignet. Dagegen beschreiben JP-A-09-003335 und JP-A-10-101364, dass ein Phosphat-Typ-Glas, das ein Sulfat enthält, zur Unterdrückung einer Raucherzeugung zum Zeitpunkt der Verbrennung eines Vinylchloridharzes sehr effektiv ist. Ein solches Phosphat-Typ-Glas ist jedoch ein Glas mit niedrigem Schmelzpunkt, das in erster Linie den Effekt der Unterdrückung einer Raucherzeugung bereitstellen soll, und dessen Effekt ist bei einem Harz, das kein Chlor enthält, nicht klar, da es für dieses Harz nicht in erster Linie erforderlich ist, den Effekt einer Rauchunterdrückung bereitzustellen. Ferner beschreiben JP-A-2001-64036 und JP-A-2001-64524 ein Phosphat-Typ-Glas, das einen sehr guten Flammschutz bei einem thermoplastischen Harz zeigt, während eine in der Praxis geeignete Wasserbeständigkeit beibehalten wird. Ein solches Phosphat-Typ-Glas umfasst jedoch ein Glas mit einer Glasübergangstemperatur von mehr als 400°C oder ein Glas mit einer Glasübergangstemperatur von weniger als 300°C, wodurch ein Fall vorliegt, bei dem es schwierig ist, einem Harz, das in einem Temperaturbereich von etwa 300 bis 400°C einer Zersetzung unterliegt, einen ausreichendes Flammschutz zu verleihen.
Ferner beschreibt das europäische Patent mit der Veröffentlichungsnummer 0 643 097 eine Polyethersulfonharzzusammensetzung, die einen hohen Gehalt an Glas mit niedrigem Schmelzpunkt und eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist. Während die Zusammensetzung eine hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist, lag ein Fall vor, bei dem nicht-dispergiertes Glas mit niedrigem Schmelzpunkt in einem geformten Produkt aus einer solchen Harzzusammensetzung vorlag. JP-A-2001-335684 beschreibt eine Polycarbonat-Typ-Harzzusammensetzung, die ein Glas mit niedrigem Schmelzpunkt enthält und einen sehr guten Flammschutz zeigt. Obwohl die Harzzusammensetzung einen hervorragenden Flammschutz aufweist, lag jedoch ein Fall vor, bei dem nicht-dispergiertes Glas in einem geformten Produkt aus einer solchen Harzzusammensetzung vorlag.
WO-A-02/057195 beschreibt Zinn-freie Zinkphosphatglaszusammensetzungen mit einer niedrigen Schmelze-zu-Schmelze-Glasübergangstemperatur und Glas/Polymer-Gemische, welche diese Zusammensetzungen enthalten. Das US-Patent 5,013,782 beschreibt eine Harzzusammensetzung, die ein Chlor-enthaltendes Harz und (a) ein Metall-enthaltendes anorganisches Feststoffpulver, das ein anorganisches Feststoffpulver enthält, welches mindestens 30 Gew.-% Phosphor als P₂O₅ enthält, und (b) mindestens ein Flamm- und Feuerschutzmittel umfasst, das aus Hydroxiden und Oxiden von Metallen der Gruppen II bis V des Periodensystems ausgewählt ist. EP-A-0 604 074 beschreibt Gemische aus PBT mit niedrigem Molekulargewicht und einem Polyesterharz mit hohem Molekulargewicht, wie z.B. einem PBT-Harz mit hohem Molekulargewicht, zusätzlich mit Phosphor-enthaltenden Verbindungen. EP-A-0 414 110 beschreibt eine schlagfeste und flammschützende Polymerzusammensetzung, einen blockartigen rechteckigen Festkörper, der aus der Zusammensetzung hergestellt ist, und einen Verbundlaminatgegenstand, der mindestens eine Schicht aus der Zusammensetzung aufweist. Das US-Patent 4,145,330 beschreibt flammschützende thermoplastische Zusammensetzungen, die ein Polypivalolactonharz, ein anorganisches Phosphat und gegebenenfalls Glasfasern und eine polybromierte aromatische Verbindung enthalten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Probleme bezüglich eines spezifischen thermoplastischen Harzes zu lösen und ein komplexes Flammschutzmittel, das einem solchen thermoplastischen Harz einen hervorragenden Flammschutz verleihen kann und eine hervorragende Dispergierbarkeit in einem solchen thermoplastischen Harz aufweist, wodurch eine nicht-Dispergierung vermieden wird, sowie eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereitzustellen, die ein solches komplexes Flammschutzmittel enthält.
Zur Lösung der vorstehend genannten Probleme stellt die vorliegende Erfindung folgendes bereit. Ein komplexes Flammschutzmittel mit einem Phosphat-Typ-Glas und einem komplexierten, vom Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, wobei die Mischungsanteile des Phosphat-Typ-Glases und des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels derart sind, dass das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel innerhalb eines Bereichs von 2 bis 240 Massenteilen pro 100 Massenteile des Phosphat-Typ-Glases ist, wobei die Form des komplexen Flammschutzmittels eine Pelletform mit einem mittleren Längsdurchmesser von 500 μm bis 5 mm oder eine Teilchenform mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 500 μm bis 5 mm ist, und wobei das Phosphat-Typ-Glas eine Glasübergangstemperatur höher als 300°C und niedriger als 400°C aufweist, wobei das Phosphat-Typ-Glas eine Zusammensetzung aufweist, umfassend, dargestellt in mol%, von 20 bis 27% P₂O₅, von 10 bis 55% ZnO, von 0 bis 15% von ZnO verschiedenes RO (wobei R ein zweiwertiges Metall ist), von 5 bis 35% R'₂O (wobei R' ein einwertiges Alkalimetall ist), von 1 bis 5% Al₂O₃, von 8 bis 20% B₂O₃ und von 3 bis 20% SO₃, als seine Komponenten.
Das vorstehend beschriebene komplexe Flammschutzmittel, bei dem das Phosphat-Typ-Glas ein Phosphat-Typ-Glas mit einer vorher behandelten Oberfläche ist.
Das vorstehend beschriebene komplexe Flammschutzmittel, bei dem das vom Phosphat-Typ-Glas verschiedene Phosphor-Typ-Flammschutzmittel mindestens ein Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Monomer-artigen Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel und einem kondensiert-artigen Phosphorsäureester-Typ-Flammschutz-mittel, ist.
Eine thermoplastische Harzzusammensetzung, welche ein thermoplastisches Harz umfasst, welches kein Halogenatom und das vorstehend beschriebene komplexe Flammschutzmittel in einer Menge von 0,1 bis 50 Massenteilen pro 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes enthält.
Ein Verfahren zum Herstellen einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, welches das Schmelzmischen eines thermoplastischen Harzes, welches kein Halogenatom und das vorstehend beschriebene komplexe Flammschutzmittel in einer Menge von 0,1 bis 50 Massenteilen pro 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes enthält, umfasst.
Das vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße komplexe Flammschutzmittel kann einem thermoplastischen Harz einen hervorragenden Flammschutz verleihen, und wenn es in eine thermoplastische Harzzusammensetzung einbezogen wird, kann es die nicht-Dispergierung des Flammschutzmittels unterdrücken. Insbesondere kann durch Komplexieren eines Phosphat-Typ-Glases und eines von dem Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittels die Dispergierbarkeit in einem thermoplastischen Harz verbessert werden und der Flammschutz kann erhöht werden, und der Flammschutz kann mit einer Menge bereitgestellt werden, die kleiner ist als die Menge eines herkömmlichen Phosphor-Typ-Flammschutzmittels. Wenn das Phosphat-Typ-Glas und das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel lediglich zusammen verwendet und in ein thermoplastisches Harz einbezogen werden, ohne komplexiert zu werden, besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Dispergierbarkeit in dem thermoplastischen Harz schlecht ist, und es ist wahrscheinlich, dass das Aussehen der Oberfläche des erhaltenen geformten Produkts schlecht ist.
Das erfindungsgemäße komplexe Flammschutzmittel ist ein komplexes Flammschutzmittel mit einem Phosphat-Typ-Glas und einem komplexierten, vom Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, wobei die Mischungsanteile des Phosphat-Typ-Glases und des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels derart sind, dass das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel innerhalb eines Bereichs von 2 bis 240 Massenteilen pro 100 Massenteile des Phosphat-Typ-Glases ist.
Wenn der Mischungsanteil des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels weniger als 2 Massenteile beträgt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass die hervorragenden Eigenschaften aufgrund der Komplexierung des Phosphat-Typ-Glases und des Phosphor-Typ-Flammschutz-mittels verloren gehen, wodurch eine Tendenz dahingehend besteht, dass der Effekt bezüglich des Flammschutzes bei einem thermoplastischen Harz abnimmt. Wenn der Mischungsanteil andererseits 240 Massenteile übersteigt, kann der Effekt bezüglich des Flammschutzes bei einem thermoplastischen Harz erhalten werden, jedoch werden die Kosten des komplexen Flammschutzmittels hoch sein, und dessen Anwendungsbereich wird beschränkt sein. Ferner besteht in einem Fall, bei dem ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel des Phosphorsäureester-Typs verwendet wird, eine Tendenz dahingehend, dass dieses für manche thermoplastischen Harze als Weichmacher wirkt, und wenn dessen Menge wesentlich ist, wird ein Problem dahingehend vorliegen, dass die Wärmebeständigkeit solcher Harze schlecht sein wird. Ferner liegt der Mischungsanteil des vorstehend genannten Phosphor-Typ-Flammschutzmittels vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 5 bis 150 Massenteilen, mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 65 bis 150 Massenteilen.
Ferner wird das komplexe Flammschutzmittel in der vorliegenden Erfindung in einer Pelletform oder einer Teilchenform eingesetzt, die keine Klebrigkeit auf der Oberfläche des komplexen Flammschutzmittels aufweist, und zwar im Hinblick darauf, dass die Dispergierbarkeit in einem thermoplastischen Harz gut ist. In dem Fall einer Pelletform liegt dessen Längsseite innerhalb eines Bereichs von 500 μm bis 5 mm. In dem Fall einer Teilchenform liegt dessen mittlerer Teilchendurchmesser innerhalb eines Bereichs von 500 μm bis 5 mm.
Phosphat-Typ-Glas
Das Phosphat-Typ-Glas in der vorliegenden Erfindung ist ein Phosphat-Typ-Glas mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt, das als Flammschutzmittel für Harze wirken kann, und dessen Glasübergangstemperatur ist höher als 300°C und niedriger als 400°C. Wenn die Glasübergangstemperatur zu niedrig ist, neigt das Glas durch die Wärme, wenn die Harzkomponente einer thermoplastischen Harzzusammensetzung brennt, zum Schmelzen, wodurch, obwohl bei einer niedrigen Temperatur ein Flammschutz erhältlich ist, in einem Bereich mit hoher Temperatur die Viskosität des Glases zu einem niedrigen Wert neigt und das Glas zum Fließen neigt, wodurch eine Tendenz dahingehend besteht, dass der Überzugsfilm des Glases kaum gebildet wird, und folglich besteht eine Tendenz dahingehend, dass der Effekt bezüglich des Flammschutzes oder der Unterdrückung der Raucherzeugung schlecht ist. Wenn die Glasübergangstemperatur andererseits zu hoch ist, besteht eine Tendenz dahingehend, dass das Schmelzen des Glases durch die Wärme, wenn die Harzkomponente einer thermoplastischen Harzzusammensetzung brennt, schwierig ist, wodurch eine Tendenz dahingehend besteht, dass der Überzugsfilm des Glases zum Zeitpunkt der Verbrennung kaum gebildet wird, und folglich besteht eine Tendenz dahingehend, dass der Effekt bezüglich des Flammschutzes oder der Unterdrückung der Raucherzeugung schlecht ist.
Das Phosphat-Typ-Glas der vorliegenden Erfindung ist ein Phosphatglas mit einer Zusammensetzung, die dargestellt in mol%, von 20 bis 27% P₂O₅, von 10 bis 55% ZnO, von 0 bis 15% von ZnO verschiedenes RO (wobei R ein zweiwertiges Metall ist), von 5 bis 35% R'₂O (wobei R' ein einwertiges Alkalimetall ist), von 1 bis 5% Al₂O₃, von 8 bis 20% B₂O₃ und von 3 bis 20% SO₃, als seine Komponenten umfasst. Ferner kann es innerhalb eines Bereichs, der den Effekt der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt, ein Oxid eines Metalls, wie z.B. Sr, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Mo oder dergleichen als eine von den vorstehend genannten Komponenten verschiedene Komponente enthalten.
Die Form des Phosphat-Typ-Glases in der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt und es kann in verschiedenen Formen vorliegen, wie z.B. in einer Pelletform, einer Körnchenform, einer Pulverform, einer Faserform, usw. Eine Pulverform ist jedoch bevorzugt. In dem Fall einer Pulverform wird der Kontaktbereich mit dem Harz groß sein, wodurch das Glas dazu neigt, zum Zeitpunkt der Verbrennung leicht unter Bildung eines Glasüberzugsfilms zu schmelzen, und folglich wird der Effekt zur Verleihung eines Flammschutzes sichergestellt. Diesbezüglich liegt der mittlere Teilchendurchmesser vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 20 μm, besonders bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 10 μm.
Es ist bevorzugt, dass das Phosphat-Typ-Glas in der vorliegenden Erfindung vorher oberflächenbehandelt wird, wodurch die Haftung des Phosphat-Typ-Glases an dem thermoplastischen Harz verbessert wird, wenn das Phosphat-Typ-Glas und das thermoplastische Harz zur Bildung einer thermoplastischen Harzzusammensetzung geknetet werden oder wenn eine solche thermoplastische Harzzusammensetzung geformt wird. Wenn die Haftung des Phosphat-Typ-Glases an dem thermoplastischen Harz unzureichend ist, wird an deren Grenzfläche ein Raum gebildet, und dieser Raum neigt dazu, das Schmelzen des Phosphat-Typ-Glases zur Bildung eines Glasüberzugsfilms zum Zeitpunkt der Verbrennung zu behindern, und folglich neigt der Effekt zur Verleihung eines Flammschutzes dazu, unzureichend zu sein, und es ist wichtig, einen solchen Nachteil zu verhindern. Ferner kann bei der Handhabung des Phosphat-Typ-Glases die Bildung von statischer Elektrizität unterdrückt werden, wodurch die Handhabungseffizienz verbessert werden kann. Ferner kann auf das Phosphat-Typ-Glas eine Oberflächenbehandlung angewandt werden, um die Haftung zwischen dem Phosphat-Typ-Glas und dem von dem Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittel zu verbessern, und zum Zeitpunkt des Dispergierens des Phosphat-Typ-Glases in einem thermoplastischen Harz werden das Phosphat-Typ-Glas und das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel zusammen dispergiert, und folglich kann ein Fall vorliegen, bei dem der Flammschutz verbessert werden.
Ferner kann die Oberflächenbehandlung des Phosphat-Typ-Glases vor dessen Komplexierung mit dem von dem Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittel oder gleichzeitig mit der Komplexierung durchgeführt werden, und es ist im Wesentlichen unwahrscheinlich, dass durch die Gegenwart des vorstehend genannten Phosphor-Typ-Flammschutzmittels die Haftung zwischen dem Phosphat-Typ-Glas und dem thermoplastischen Harz verschlechtert wird.
Als Oberflächenbehandlungsmittel für die Oberflächenbehandlung kann z.B. ein Kopplungsmittel bzw. Haftvermittler, ein Filmbildungsmittel, ein Schmiermittel oder ein Antistatikmittel genannt werden. Diese Oberflächenbehandlungsmittel können allein oder in einer Kombination als Gemisch einer Mehrzahl davon verwendet werden. Ferner kann eine solche Komponente, die in dem Oberflächenbehandlungsmittel vorliegt, abhängig von der Art des einzusetzenden thermoplastischen Harzes zweckmäßig ausgewählt werden. Die Menge. des Oberflächenbehandlungsmittels, die auf das Phosphat-Typ-Glas angewandt wird, beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5,0 Massenprozent als Feststoffgehalt, bezogen auf die Masse des Phosphat-Typ-Glases nach dem Aufbringen. Wenn die aufgebrachte Menge weniger als 1 Massenprozent beträgt, ist es gegebenenfalls schwierig, die Haftung an dem Harz und die Handhabungseffizienz zur Handhabung des Glases angemessen zu verbessern, oder das Phosphat-Typ-Glas angemessen zu schützen. Wenn andererseits die aufgebrachte Menge größer als 5,0 Massenprozent ist, besteht eine Tendenz dahingehend, dass sich die Dispersion des Phosphat-Typ-Glases in dem thermoplastischen Harz verschlechtert.
Als das vorstehend genannte Kopplungsmittel kann z.B. ein Silankopplungsmittel, ein Borankopplungsmittel oder ein Titanatkopplungsmittel verwendet werden. Es ist besonders bevorzugt, ein Silankopplungsmittel zu verwenden, wodurch die Haftung zwischen dem thermoplastischen Harz und dem Phosphat-Typ-Glas gut sein wird. Als solches Silankopplungsmittel kann z.B. ein Aminosilankopplungsmittel, ein Epoxysilankopplungsmittel oder ein Methacryloxysilankopplungsmittel verwendet werden. Es ist besonders bevorzugt, von diesen Silankopplungsmitteln ein Aminosilankopplungsmittel zu verwenden, wodurch die Haftung zwischen dem Phosphat-Typ-Glas und mindestens einem thermoplastischen Harz, das aus der Gruppe bestehend aus einem Polycarbonatharz, einem Polyphenylenetherharz, einem Polystyrolharz und einem Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymerharz ausgewählt ist, gut sein wird.
Als das vorstehend genannte Filmbildungsmittel kann ein Polymer, wie z.B. ein Vinylacetatharz, ein Urethanharz, ein Acrylharz, ein Polyesterharz, ein Polyetherharz, ein Phenoxyharz, ein Polyamidharz, ein Epoxyharz oder ein Polyolefin, oder ein modifiziertes Produkt davon verwendet werden. Als das vorstehend genannte Schmiermittel kann ein grenzflächenaktives Mittel des aliphatischen Ester-Typs, des aliphatischen Ether-Typs, des aromatischen Ester-Typs oder des aromatischen Ether-Typs verwendet werden. Als das vorstehend genannte Antistatikmittel kann ein anorganisches Salz, wie z.B. Lithiumchlorid oder Kaliumiodid, oder ein quartäres Ammoniumsalz, wie z.B. des Ammoniumchlorid-Typs oder des Ammonium-ethosulfat-Typs, verwendet werden.
Phosphor-Typ-Flammschutzmittel
Als das von dem Phosphat-Typ-Glas verschiedene Phosphor-Typ-Flammschutzmittel (nachstehend einfach als Phosphor-Typ-Flammschutzmittel bezeichnet) in der vorliegenden Erfindung kann z.B. ein Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel, ein halogeniertes Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel, ein Polyphosphat-Typ-Flammschutzmittel oder ein roter Phosphor-Typ-Flammschutzmittel genannt werden. Als das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel ist ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, das keine Halogenatome, wie z.B. Chloratome oder Bromatome, enthält, bevorzugt. Als Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel kann ein Monomer-artiges Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel, wie z.B. Triphenylphosphat (TPP) oder ein kondensiertes Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel, wie z.B. 1,3-Phenylenbis(diphenylphosphat) oder Bisphenol A-bis(diphenylphosphat) (BADP), genannt werden. Als das Polyphosphat-Typ-Flammschutzmittel kann z.B. Ammoniumpolyphosphat (APP) oder Melaminpolyphosphat (MPP) genannt werden. Als das halogenierte Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel kann z.B. Tris(chlorethyl)phosphat genannt werden. Es ist besonders bevorzugt, mindestens ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel zu verwenden, das aus der Gruppe bestehend aus einem Monomer-artigen Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel und einem kondensierten Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel ausgewählt ist, da damit ein hervorragender Flammschutz erhalten wird. Als Monomer-artiges Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Mitteln z.B. Bis(nonylphenyl)phenylphosphat oder Tri(isopropyl-phenyl)phosphat genannt werden, und als kondensiertes Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Mitteln z.B. 1,3-Phenylenbis(dixylenylphosphat) oder Bisphenol A-bis(dikresylphosphat) genannt werden. Als Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, das bei Raumtemperatur fest ist, ist 1,3-Phenylen-bis(dixylenylphosphat) besonders bevorzugt.
Das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel kann flüssig oder fest sein oder beide können in einer Kombination verwendet werden. Ferner ist es bevorzugt, ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel mit einem Schmelzpunkt von höchstens 150°C einzubeziehen, das mindestens bei Raumtemperatur fest ist, da es leicht mit dem Phosphat-Typ-Glas komplexiert werden kann. Ein solches Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, das bei Raumtemperatur fest ist, weist vorzugsweise einen Schmelzpunkt innerhalb eines Bereichs von 40 bis 120°C und insbesondere einen Schmelzpunkt innerhalb eines Bereichs von 60 bis 120°C auf. Es ist auch bevorzugt, ein solches Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, das bei Raumtemperatur fest ist, und ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, das bei Raumtemperatur flüssig ist, in einer Kombination zu verwenden. In einem solchen Fall beträgt der Anteil des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels, das bei Raumtemperatur fest ist, vorzugsweise mindestens 30 Massenprozent, besonders bevorzugt mindestens 50 Massenprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der beiden Mittel.
Verfahren zur Herstellung des komplexen Flammschutzmittels
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des komplexen Flammschutzmittels wird beschrieben. Das Phosphat-Typ-Glas und das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel werden mittels einer Mischvorrichtung einheitlich gemischt, um das komplexe Flammschutzmittel zu erhalten. In einem Fall, bei dem das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, das bei Raumtemperatur fest ist, verwendet wird, ist es bevorzugt, dass beide Materialien unter Temperaturbedingungen schmelzgeknetet werden, bei denen das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel flüssig ist, um ein einheitliches Misch-Flammschutzmittel zu erhalten. Das dadurch erhaltene komplexe Flammschutzmittel ist fest und weist die Form von Pellets oder Teilchen auf. Es ist besonders bevorzugt, dass als das Phosphat-Typ-Glas eines in einer Pulverform verwendet wird, und dass als das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel eines verwendet wird, das bei Raumtemperatur fest ist, und dass beide Materialien unter Temperaturbedingungen einheitlich schmelzgeknetet werden, bei denen das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel im flüssigen Zustand vorliegt, und dann zu einer Pelletform oder einer Teilchenform ausgebildet werden, um ein festes komplexes Flammschutzmittel zu erhalten.
Als Mischvorrichtung kann eine gebräuchliche Mischvorrichtung, wie z.B. ein Henschel-Mischer, eine Kugelmühle, ein Banbury-Mischer oder ein Lödige-Mischer eingesetzt werden. In dem Fall, bei dem ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel verwendet wird, das bei Raumtemperatur fest ist, wird das erhaltene Gemisch dann schmelzgeknetet. Dabei wird das Gemisch zum Schmelzen des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels durch eine Knetvorrichtung wie z.B. einen Extruder oder eine Heizwalzenmühle erhitzt, um andere Feststoffkomponenten einheitlich zu dispergieren, wodurch das Phosphat-Typ-Glas und das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel komplexiert werden. Die Schmelzknettemperatur ist vorzugsweise eine Temperatur von mindestens dem Schmelzpunkt des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels und niedriger als die Glasübergangstemperatur des Phosphat-Typ-Glases und niedriger als 200°C. Es ist besonders bevorzugt, das Mischen bei einer Temperatur von 60 bis 150°C durchzuführen. Dann wird das Gemisch, während es abgekühlt wird, verfestigt, und zu einer Pelletform, usw., ausgebildet, um ein gewünschtes komplexes Flammschutzmittel zu erhalten. Ferner kann das komplexe Flammschutzmittel, das zu einer Pelletform ausgebildet worden ist, mittels einer Pulverisiervorrichtung, wie z.B. einer Strahlmühle oder einer Walzenmühle, pulverisiert werden, um ein komplexes Flammschutzmittel in einer Teilchenform zu erhalten.
Ferner wird in einem Fall, bei dem ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, das bei Raumtemperatur fest ist und einen Schmelzpunkt von höchstens 150°C aufweist, verwendet werden soll, ein solches Phosphor-Typ-Flammschutzmittel vorher in einen Kneter eingebracht und auf eine Temperatur von mindestens dem Schmelzpunkt erhitzt, um eine Flüssigkeit mit einer niedrigen Viskosität zu erhalten. Einem solchen flüssigen Phosphor-Typ-Flammschutzmittel können Feststoffkomponenten, wie z.B. das Phosphat-Typ-Glas, zugesetzt und durch Kneten einheitlich dispergiert werden, wodurch das Phosphat-Typ-Glas und das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel einheitlich dispergiert werden.
Thermoplastisches Harz
Das thermoplastische Harz, das kein Halogenatom enthält, in der vorliegenden Erfindung ist ein thermoplastisches Harz, das im Wesentlichen keine Halogenatome, wie z.B. Chloratome oder Bromatome, in dessen Polymerstruktur aufweist. Als ein solches thermoplastisches Harz ist ein sogenannter technischer Kunststoff mit einer hohen Wärmebeständigkeit bevorzugt. Ein solcher technischer Kunststoff ist ein Harz, der für Anwendungen auf elektrische Komponenten verwendet wird und einen sehr guten Flammschutz aufweisen muss. Ein solches Harz ist sehr leicht entflammbar und wenn ein Flammschutzmittel in einer großen Menge einbezogen wird, können die mechanischen Eigenschaften des Harzes kaum aufrechterhalten werden. Demgemäß wird der Effekt bezüglich des Flammschutzes durch die vorliegende Erfindung mit einem solchen Harz ausgeprägt erhalten.
Das thermoplastische Harz, das kein Halogenatom enthält, in der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mindestens ein thermoplastisches Harz, das aus der Gruppe bestehend aus einem Polycarbonatharz, einem Polyphenylenetherharz, einem Polystyrolharz, einem Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymerharz, einem aromatischen Polyesterharz, einem Polyamidharz, einem Polyarylatharz, einem Polyphenylensulfidharz, einem Polysulfonharz, einem Polyethersulfonharz, einem Polyetheretherketonharz und einem Polyetherimidharz ausgewählt ist. Ein besonders bevorzugtes thermoplastisches Harz, das kein Halogenatom enthält, ist mindestens ein thermoplastisches Harz, das aus der Gruppe bestehend aus einem Polycarbonatharz, einem Polyphenylenetherharz, einem Polystyrolharz und einem Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymerharz ausgewählt ist.
In der vorliegenden Erfindung kann ein bevorzugtes thermoplastisches Harz ein Gemisch dieser Harze sein. Beispielsweise kann es ein Gemisch aus einem Polyphenylenetherharz und einem Polystyrolharz sein. Ferner kann ein solches thermoplastisches Harz eine geringe Menge an Monomereinheiten enthalten, die von den Hauptmonomereinheiten in dessen Polymerstruktur verschieden sind. Beispielsweise kann ein Polystyrolharz ein Polystyrolharz sein, das Butadieneinheiten aufweist. Ferner kann ein solches thermoplastisches Harz ein Gemisch aus einem Hauptharz mit einer geringen Menge anderer thermoplastischer Harze sein. Der Anteil solcher anderen Monomereinheiten oder anderen Harze beträgt weniger als 50 Massenprozent, vorzugsweise höchstens 30 Massenprozent, bezogen auf die gesamten thermoplastischen Harze.
Als andere thermoplastischen Harze, die im Gemisch mit einem bevorzugten thermoplastischen Harz in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind thermoplastische Harze bevorzugt, die keine Halogenatome enthalten. Bei diesen anderen thermoplastischen Harzen kann es sich z.B. um ein Polyolefinharz, wie z.B. ein Polyethylenharz oder ein Polypropylenharz, ein Polymethylmethacrylatharz, ein Polyvinylacetatharz, ein Polyethylenoxidharz, ein Polyvinyletherharz, ein Polyvinylalkoholharz und ein thermoplastisches Urethanharz handeln.
Die Form des thermoplastischen Harzes, das kein Halogenatom enthält (nachstehend einfach als thermoplastisches Harz bezeichnet), der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt und verschiedene Formen, wie z.B. eine Pelletform, eine Teilchenform, eine Pulverform und eine Faserform können eingesetzt werden. Ferner kann das vorstehend genannte thermoplastische Harz eine thermoplastische Harzzusammensetzung enthalten, die durch Rezyklieren eines geformten Produkts erhalten wird, das durch Formen einer thermoplastischen Harzzusammensetzung erhalten worden ist.
Zusammensetzung
Die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung umfasst 100 Massenteile eines thermoplastischen Harzes und 0,1 bis 50 Massenteile eines komplexen Flammschutzmittels mit einem Phosphat-Typ-Glas und einem komplexierten, vom Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittel. Ferner beträgt die Menge des komplexen Flammschutzmittels vorzugsweise 0,5 bis 20 Massenteile. Insbesondere kann einem thermoplastischen Harz mit einer relativ geringen Entflammbarkeit, wie z.B. einem Polycarbonatharz, selbst dann ein angemessener Flammschutz verliehen werden, wenn es in einer Menge von 0,5 bis 10 Massenteilen einbezogen wird.
Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung zusätzlich zu dem komplexen Flammschutzmittel ein Antitropfmittel enthält. Ein solches Antitropfmittel wird einbezogen, um eine Funktion zur Verhinderung eines Fließens und Tropfens eines zum Zeitpunkt der Verbrennung erweichten und geschmolzenen thermoplastischen Harzes bereitzustellen. Als derartiges Antitropfmittel wird vorwiegend ein Fluorharz eingesetzt. Ein solches Fluorharz kann z.B. Polymonofluorethylen, Polychlortrifluorethylen, Polytetrafluorethylen (nachstehend als PTFE bezeichnet), Polyvinylidenfluorid, ein Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer, ein Tetrafluorethylen/Perfluor(alkylvinylether)-Copolymer oder ein Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymer sein. Es ist besonders bevorzugt, PTFE einzusetzen, da es eine hervorragende Antitropfleistung in einer geringen Menge aufweist. Die Menge des Antitropfmittels beträgt vorzugsweise 0,05 bis 2 Massenteile pro 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes. Wenn die Menge weniger als 0,05 Massenteile beträgt, kann kein angemessener Antitropfeffekt erhalten werden, und wenn die Menge 2 Massenteile übersteigt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass die mechanische Festigkeit der Harzzusammensetzung verschlechtert wird, oder dass die Fluidität verschlechtert wird.
Ferner kann in die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung separat von den in dem vorstehend genannten Oberflächenbehandlungsmittel für das Phosphat-Typ-Glas enthaltenen Mitteln ein Kopplungsmittel, ein Filmbildner, ein Schmiermittel oder ein Antistatikmittel einbezogen werden, und ferner können verschiedene andere Additive, wie z.B. ein Stabilisator und ein Gleitmittel einbezogen werden. Als solche Additive können gegebenenfalls z.B. ein Kopplungsmittel, wie z.B. ein Silankopplungsmittel, ein Weichmacher, wie z.B. ein Phthalsäureester, ein Gleitmittel, wie z.B. ein Stearinsäurederivat, ein Antioxidationsmittel, wie z.B. ein gehindertes Phenol, ein Wärmestabilisator, wie z.B. eine organische Zinnverbindung, ein Ultraviolettabsorptionsmittel, wie z.B. eine Benzotriazolverbindung, ein Farbmittel, wie z.B. ein Pigment, ein Antistatikmittel, wie z.B. ein grenzflächenaktives Mittel, ein Füllstoff, wie z.B. Calciumcarbonat, oder ein Verstärkungsmittel, wie z.B. Glasfasern, verwendet werden.
Um den Flammschutz weiter zu verbessern kann ferner ein Flammschutzmittel zugesetzt werden, das von dem Phosphor-Typ-Flammschutzmittel verschieden ist. Als solches Flammschutzmittel kann z.B. ein Metallhydroxid-Flammschutzmittel, wie z.B. Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, ein Metalloxid-Flammschutzmittel, wie z.B. Antimontetraoxid, Molybdänoxid, Zinnoxid (SnO) oder Zinkoxid (ZnO), ein Brom-Typ-Flammschutzmittel, wie z.B. Decabromdiphenylether oder Tribromphenylallylether, ein Chlor-Typ-Flammschutzmittel, wie z.B. chloriertes Paraffin genannt werden. Als solches Flammschutzmittel ist ein Metallhydroxid-Typ-Flammschutzmittel oder ein Metalloxid-Typ-Flammschutzmittel bevorzugt, und es ist bevorzugt, im Wesentlichen kein Brom-Typ-Flammschutzmittel oder Chlor-Typ-Flammschutzmittel zu verwenden. Ferner ist es bevorzugt, dass ein solches Additiv vorher in die Harzkomponente einbezogen wird.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen komplexen Flammschutzmittels wird die Dispergierbarkeit in der thermoplastischen Harzzusammensetzung verbessert und der Flammschutz der Harzzusammensetzung wird verglichen mit einem Fall verbessert, bei dem das Phosphat-Typ-Glas und das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel in den jeweiligen unabhängigen Formen dem thermoplastischen Harz zugesetzt werden. Wenn sie jeweils unabhängig verwendet werden, wird der Flammschutz schlecht sein und es wird ein Dispersionsversagen in dem Formschritt festgestellt. Ferner können in dem Fall eines thermoplastischen Harzes, das mindestens ein Polycarbonatharz enthält, durch die Verwendung des erfindungsgemäßen komplexen Flammschutzmittels besonders starke Effekte erhalten werden.
Die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung kann durch Schmelzmischen des thermoplastischen Harzes, des komplexen Flammschutzmittels, welches das Phosphat-Typ-Glas und das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel umfasst, und anderer Additive, die gegebenenfalls einbezogen werden können, hergestellt werden. Es ist besonders bevorzugt, die Zusammensetzung als Formmaterial mit dem gleichen Verfahren wie bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Harzzusammensetzung herzustellen, z.B. durch Schmelzen gleichzeitig mit dem Mischen (z.B. Schmelzkneten) oder durch Schmelzkneten nach dem Mischen. Es ist besonders bevorzugt, die vorstehend genannten jeweiligen Komponenten zu schmelzen und zu kneten, worauf extrudiert wird, um ein Formmaterial in Pelletform oder Teilchenform zu erhalten. Die Form der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzung als Formmaterial ist nicht speziell beschränkt, und verschiedene Formen, wie z.B. eine Pelletform, eine Teilchenform oder eine Pulverform, können eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt ist eine Pelletform oder eine Teilchenform.
Die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung, bei der es sich um ein Formmaterial handelt, kann mit verschiedenen Verfahren in der gleichen Weise wie herkömmliche thermoplastische Harzzusammensetzungen geformt werden, um geformte Produkte zu erhalten. Als solche Formverfahren können z.B. Formpressen, Extrudieren, Kalanderformen bzw. Kalandrieren, Spritzgießen und Pultrusion genannt werden. Durch solche Formverfahren kann die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung in der Form geformter Produkte erhalten werden. Ferner können ohne den Weg über die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung, bei der es sich um ein Formmaterial handelt, das thermoplastische Harz und das komplexe Flammschutzmittel und ferner andere Additive, die gegebenenfalls zugesetzt werden können, in einer Formvorrichtung, wie z.B. einer Spritzgussvorrichtung oder einer Extrusionsvorrichtung, schmelzgemischt werden, und ein solches geschmolzenes Gemisch kann direkt geformt werden, um die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung, bei der es sich um ein geformtes Produkt handelt, zu erhalten.
Geformte Produkte können für elektronische Anwendungen, wie z.B. als Beschichtungsmaterial für Elektrokabel, als Gehäusematerial für elektrische Produkte, als Einkapselungsmaterial für Halbleiter und ein Substrat für gedruckte Schaltungen, oder für Anwendungen auf Fahrzeuge, wie z.B. ein Sitzpolster, eine Türplatte, eine Frontplatte und eine Heckplatte eingesetzt werden. Ferner können mit einem Dach zusammenhängende Komponenten, wie z.B. ein Dach, eine Dachrinne und eine Regenrinne, Außenwandkomponenten, wie z.B. ein Verkleidungsmaterial, ein Dachterassenmaterial und ein Zaunmaterial, mit einer Öffnung zusammenhängende Komponenten, wie z.B. ein Fensterrahmen, eine Tür und ein Tor, mit einem Innenraum zusammenhängende Komponenten, wie z.B. ein Wandmaterial, ein Bodenmaterial, ein Deckenmaterial, ein Gewölbe, ein Gehäuse, eine Sockelleiste, ein Treppenaufgang, ein Handlauf und ein wärmeisolierendes Material, andere Gebäudekomponenten oder Gebäudegegenstände, Möbel, Katastrophenschutzunterstände, Firmenschilder, usw., genannt werden.
Beispiele
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung keinesfalls darauf beschränkt.
Nachstehend werden verschiedene Bewertungsverfahren gezeigt.
Im Hinblick auf die Glasübergangstemperatur wurde Glasbruch, der zu einem vorgegebenen Teilchendurchmesser pulverisiert worden ist, der Messung unterzogen, und mittels eines Differentialthermoanalysegeräts (DTA) wurde die Messung bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt. In der DTA-Kurve wurde die Temperatur an der Schulter des ersten endothermen Abschnitts als Glasübergangstemperatur verwendet.
Bezüglich des Tests im Hinblick auf den Flammschutz wurde gemäß den UL94-Standards und unter Verwendung von Prüfkörpern mit einer Breite von 12,7 mm, einer Länge von 127 mm und einer Dicke von 1,6 mm ein vertikaler Verbrennungstest fünfmal bezüglich Prüfkörpern mit der gleichen Zusammensetzung durchgeführt. Die fünf Nachbrennzeiträume wurden addiert, um die Gesamtnachbrennzeit (Sekunden) zu erhalten, und ein Fall, bei dem die Gesamtnachbrennzeit 250 Sekunden überstieg, wurde als „nicht messbar" bewertet. Auf der Basis der Bewertungsstandards der vorstehend genannten Standards wurde eine Bewertung mit vier Einstufungen von V-0, V-1, V-2 und nicht gemäß den Standards (keinem von V-0, V-1 und V-2 entsprechend) durchgeführt.
Die Bewertung der Dispergierbarkeit wurde durch die Bewertung der Anzahl der nicht-dispergierten Teilchen von höchstens 1 mm, die visuell in einem Quadrat von 1 cm × 1 cm eines Prüfkörpers mit einer Dicke von 3,2 mm festgestellt wurden, durchgeführt. Δ: Mehr als 50 Teilchen (im Wesentlichen nicht-Dispersion), O: 20 bis 50 Teilchen (nicht-Dispersion festgestellt), ⨀: Weniger als 20 Teilchen (geringfügige nicht-Dispersion).
Herstellung eines Phosphatglases
Glasmaterialien wurden gemischt und geschmolzen und dann verfestigt, um einen Glasbruch herzustellen, so dass die Glaszusammensetzung, dargestellt in mol%, 4,1% Li₂O, 5,7% Na₂O, 4,4% K₂O, 24,9% P₂O₅, 9,3% SO₃, 40,5% ZnO, 1,5% Al₂O₃ und 9,6% B₂O₃ war. Der Glasbruch wurde pulverisiert und gesiebt, um ein pulverförmiges Phosphatglas mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3,6 μm zu erhalten. Die Glasübergangstemperatur des Glases wurde gemessen und betrug 354°C. Auf diesem Phosphat-Typ-Glas wurde ein Monoaminosilan-Kopplungsmittel in einer Menge von 2,0 Massenprozent als Feststoffgehalt, bezogen auf die Masse des Glases nach der Abscheidung, abgeschieden, so dass ein oberflächenbehandeltes Phosphat-Typ-Glas (PG1) erhalten wurde.
Beispiel 1
Herstellung eines komplexen Flammschutzmittels
Als Phosphor-Typ-Flammschutzmittel wurden 100 Massenteile 1,3-Phenylenbis(dixylenylphosphat) (RDP, von Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt, Schmelzpunkt: 95°C) in einen wärmebeständigen Behälter aus rostfreiem Stahl eingebracht und auf 120°C erhitzt, um eine Flüssigkeit mit niedriger Viskosität zu erhalten, und 100 Massenteile des oberflächenbehandelten Phosphat-Typ-Glases (PG1) wurden zugesetzt und gemischt, und dann zur Verfestigung auf Raumtemperatur abgekühlt. Das verfestigte Flammschutzmittel wurde pulverisiert, um ein komplexes Flammschutzmittel in Teilchenform (FR1) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2 mm als Beispiel 1 zu erhalten.
Beispiel 2
Ein teilchenförmiges komplexes Flammschutzmittel (FR2) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2 mm wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass als das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel 60 Teile 1,3-Phenylenbis(dixylenylphosphat) (RDP, von Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt, Schmelzpunkt: 95°C) und 40 Massenteile Bisphenol A-bis(diphenylphosphat) (BADP, von Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt, bei Raumtemperatur flüssig) verwendet wurden, als Beispiel 2 erhalten.
Die komplexen Flammschutzmittel der Beispiele 1 und 2 weisen keine Klebrigkeit zwischen Teilchen auf und können zum Zeitpunkt der Herstellung der thermoplastischen Harzzusammensetzungen einheitlich gemischt werden.
Beispiel 3
Herstellung einer thermoplastischen Harzzusammensetzung
100 Massenteile eines Polycarbonatharzes (PC: LEXAN 121 R, von GE Plastics Japan Ltd. hergestellt), 2 Massenteile des komplexen Flammschutzmittels (FR1) und 0,5 Massenteile PTFE (mittlerer Teilchendurchmesser: 475 μm, von Asahi Glass Company, Limited hergestellt) als Antitropfmittel wurden im Vorhinein gemischt und dann mittels eines Doppelschneckenextruders mit einer auf 260°C eingestellten Zylindertemperatur schmelzgeknetet, so dass eine thermoplastische Harzzusammensetzung in Pelletform erhalten wurde. Die Pellets wurden 5 Stunden bei 120°C getrocknet und dann mittels einer Spritzgussvorrichtung bei einer Zylindertemperatur von 290°C und einer Formtemperatur von 105°C geformt, so dass ein Prüfkörper als Beispiel 3 erhalten wurde.
Beispiel 4
Ein Prüfkörper eines geformten Produkts aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 3, mit der Ausnahme, dass die Formulierung gemäß der Tabelle 1 geändert wurde, als Beispiel 4 erhalten.
Vergleichsbeispiele 1 bis 5
Prüfkörper geformter Produkte aus thermoplastischen Harzzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 3 erhalten, jedoch wurde die Formulierung gemäß der Tabelle 2 geändert.
Tabelle 1
Tabelle 2
Bezüglich dieser sieben Arten von Prüfkörpern wurden Tests bezüglich des Flammschutzes und eine Bewertung der Dispergierbarkeit durchgeführt und die Bewertungsergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.
Tabelle 3
Tabelle 4
Es ist ersichtlich, dass in den Beispielen 3 und 4, bei denen ein Flammschutzmittel mit einem Phosphat-Typ-Glas und einem Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, die komplexiert sind, verwendet wurde, eine nicht-dispergierte Substanz nur geringfügig vorliegt, die Gesamtnachbrennzeit gemäß UL94-Standards auf einem Niveau von 20 bis 22 Sekunden kurz ist und der Flammschutz hervorragend ist.
Im Vergleichsbeispiel 1, bei dem nur ein Phosphat-Typ-Glas einbezogen worden ist, oder im Vergleichsbeispiel 2 oder 3, bei dem nur ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel einbezogen worden ist, wird eine nicht-dispergierte Substanz festgestellt, die Gesamtnachbrennzeit ist lang und es kann kein angemessener Flammschutz erhalten werden.
Es ist ersichtlich, dass im Vergleichsbeispiel 4 oder 5, bei dem ein Phosphat-Typ-Glas und ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel zusammen verwendet werden, eine nicht-dispergierte Substanz festgestellt wird, und obwohl ein Flammschutz auf einem Niveau von V-0 gemäß UL94-Standards festgestellt wird, die Gesamtnachbrennzeit länger ist als bei den Beispielen 3 und 4 und auf einem Niveau von 32 bis 37 Sekunden liegt, weshalb der Flammschutz schlecht ist.
Das erfindungsgemäße komplexe Flammschutzmittel ist als Flammschutzmittel geeignet, das in verschiedene Arten von thermoplastischen Harzen, einschließlich eines thermoplastischen Harzes, das keine Halogenatome enthält, oder in wärmehärtende Harze einbezogen wird. Die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung ist als Formmaterial zur Erzeugung verschiedener Arten von geformten Produkten geeignet. Als geformtes Produkt ist die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung für Anwendungen auf elektronische oder elektrische Komponenten, mit Fahrzeugen zusammenhängende Komponenten, usw., geeignet, und ferner ist sie für Anwendungen auf mit einem Dach zusammenhängende Komponenten, mit einer Öffnung zusammenhängende Komponenten, andere Gebäudekomponenten, usw., anwendbar.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-280868, die am 28. Juli 2003 angemeldet worden ist, einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche und der Zusammenfassung, wird hier unter Bezugnahme vollständig einbezogen.

Claims

Komplexes Flammschutzmittel mit einem Phosphat-Typ-Glas und einem komplexierten, vom Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittel, wobei die Mischungsanteile des Phosphat-Typ-Glases und des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels derart sind, daß das Phosphor-Typ-Flammschutzmittel innerhalb eines Bereiches von 2 bis 240 Massenteile pro 100 Massenteile des Phosphat-Typ-Glases ist, wobei die Form des komplexen Flammschutzmittels eine Pelletform mit einem mittleren Längsdurchmesser von 500 μm bis 5 mm oder eine Teilchenform mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 500 μm bis 5 mm ist, und wobei das Phosphat-Typ-Glas eine Glasübergangstemperatur höher als 300°C und niedriger als 400°C aufweist, wobei das Phosphat-Typ-Glas eine Zusammensetzung aufweist, umfassend, dargestellt in mol%, von 20 bis 27% P₂0₅, von 10 bis 55% ZnO, von 0 bis 15% von Zn0 verschiedenes RO (wobei R ein zweiwertiges Metall ist), von 5 bis 35% R'₂0 (wobei R' ein einwertiges Alkalimetall ist), von 1 bis 5% A1₂0₃, von 8 bis 20% B₂0₃ und von 3 bis 20% SO₃, als seine Komponenten.
Komplexes Flammschutzmittel nach Anspruch 1, wobei das Phosphat Typ-Glas ein Phosphat-Typ-Glas mit einer vorher behandelten Oberfläche ist.
Komplexes Flammschutzmittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das vom Phosphat-Typ-Glas verschiedene Phosphor-Typ-Flammschutzmittel ein Phosphor-Typ-Flammschutzmittel ist, welches bei Raumtemperatur fest ist und einen Schmelzpunkt von höchstens 150°C aufweist.
Komplexes Flammschutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das vom Phosphat-Typ-Glas verschiedene Phosphor-Typ-Flammschutzmittel mindestens ein Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Monomer-artigen Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel und einem kondensiert-artigen Phosphorsäureester-Typ-Flammschutzmittel, ist.
Verfahren zum Herstellen eines komplexen Flammschutzmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches das Mischen eines Pulvers eines Phosphat-Typ-Glases und eines von dem Phosphat-Typ-Glas verschiedenen Phosphor-Typ-Flammschutzmittels, unter der Bedingung einer niedrigeren Temperatur als der Glasübergangstemperatur des Phosphat-Typ-Glases und mindestens dem Schmelzpunkt des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels, und anschließend das Bilden des Gemisches in Pellets oder ein Pulver, umfaßt.
Verfahren zum Herstellen des komplexen Flammschutzmittels nach Anspruch 5, wobei das Pulver des Phosphat-Typ-Glases und des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels bei einer Temperatur von 60 bis 150°C und mindestens dem Schmelzpunkt des Phosphor-Typ-Flammschutzmittels gemischt werden.
Thermoplastische Harzzusammensetzung, welche ein thermoplastisches Harz umfaßt, welches kein Halogenatom und das komplexe Flammschutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Menge von 0,1 bis 50 Massenteile pro 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes enthält.
Verfahren zum Herstellen einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, welches das Schmelzmischen eines thermoplastischen Harzes, welches kein Halogenatom und das komplexe Flammschutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Menge von 0,1 bis 50 Massenteile pro 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes enthält, umfaßt.