JPH0812805A - 難燃性熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】有害ガスを発生させたり作業環境を汚染する物
質を飛散させたりすることなく、又、物性低下をきたし
たりすることなく、顕著な難燃性を有する成形品を製造
することができる熱可塑性樹脂組成物を提供する。 【構成】熱可塑性樹脂１００重量部に対して、熱膨張性
黒鉛とポリリン酸アンモニウム又はメラミン変性ポリリ
ン酸アンモニウム５〜２００重量部が添加されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲン含有化合物を
用いない難燃性熱可塑性樹脂組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂は、本来、燃焼し易い樹脂
であるものが多く、近年、用途の拡大に伴い、難燃材料
としての性能が要求され、各種の方法で難燃化処理が施
されている。従来、熱可塑性樹脂を難燃化する方法とし
ては、一般的にハロゲン含有化合物を添加する方法が採
用されている。この方法は、確かに高度の熱可塑性樹脂
に高度の難燃化を付与することができるが、加工時や燃
焼時に多量の煙を発生し、機器への腐食性、人体への有
毒性が問題となっている。特に、近年、安全性の面でノ
ンハロゲン難燃化が強く要望されている。

【０００３】このような状況下で、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム等
の、難燃化時に有毒ガスを発生しない水和金属水酸化物
を熱可塑性樹脂に添加する樹脂難燃化の研究が盛んにな
されるようになってきた。しかしながら、これら水和金
属水酸化物のみを用いて、易燃焼性の熱可塑性樹脂に十
分な難燃性を付与するためには、多量の水和金属水酸化
物を添加する必要があり、その結果、得られる成形品の
機械的強度が著しく低下し、実用に耐えないという問題
点が生じている。

【０００４】又、例えば、特開平３─４１１６３号公報
や特開平３─４１１６４号公報には、熱膨張性黒鉛を単
独で難燃剤として用いることが提案されているが、熱可
塑性樹脂に十分な難燃性を付与するためには、やはり多
量に添加する必要があり、又、燃焼時に、膨張した多量
の黒鉛が飛散するという問題点がある。

【０００５】特開昭６２─２７５１３８号公報には、熱
可塑性樹脂に対して、熱膨張性黒鉛と赤リンを同時に添
加することにより難燃化を行うことが提案されている
が、赤リンは高価であり、又、熱可塑性樹脂に十分な難
燃性を付与するためには、やはり多量に添加する必要が
あるという問題点がある。

【０００６】特開昭６０─１５２５４２号公報には、熱
可塑性樹脂に対して、ポリリン酸アンモニウムとトリフ
ェニルアンチモンを同時に添加することにより難燃化を
行うことが提案されているが、熱可塑性樹脂に十分な難
燃性を付与するためには、やはり多量に添加する必要が
ある上、多量に添加すると、得られる成形品の物性の低
下が顕著になるという問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き従
来の問題点を解消し、有害ガスを発生させたり作業環境
を汚染する物質を飛散させたりすることなく、又、物性
低下をきたしたりすることなく、顕著な難燃性を有する
成形品を製造することができる熱可塑性樹脂組成物を提
供することを目的としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明１は、熱可塑性樹
脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛とポリリン酸ア
ンモニウム又はメラミン変性ポリリン酸アンモニウム５
〜２００重量部が添加されている難燃性熱可塑性樹脂組
成物である。

【０００９】本発明１において用いられる熱可塑性樹脂
は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリプロピ
レン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ─（１─）ブテ
ン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、
アクリロニトリル─ブタジエン─スチレン系樹脂、ポリ
カーボネート系樹脂等が使用される。

【００１０】このうちポリプロピレン系樹脂としては、
例えば、プロピレン単独重合体、又は、プロピレンを主
成分とする共重合体、更に、これらの混合物のいずれで
もよく、共重合体としては、例えば、プロピレン─α─
オレフィン共重合体等が挙げられる。α─オレフィンと
しては、例えば、エチレン、１─ヘキセン、４─メチル
─１─ペンテン、１─オクテン、１─ブテン、１─ペン
テン等が挙げられる。

【００１１】ポリエチレン系樹脂としては、エチレン単
独重合体、又は、エチレンを主成分とする共重合体、更
に、これらの混合物のいずれでもよい。共重合体として
は、例えば、エチレンと上記のエチレン以外のα─オレ
フィンとの共重合体、エチレン─酢酸ビニル共重合体、
エチレン─エチルアクリレート共重合体等が挙げられ
る。

【００１２】アクリロニトリル─ブタシエン─スチレン
系樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、ブタジエ
ン、スチレンを主成分とする共重合体、及び、それらの
ポリマーブレンド体、スチレン─アクリロニトリル共重
合体とアクリロニトリル─ブタジエン共重合ゴムとのブ
レンド型重合体、ブタジエンゴムラテックス又はスチレ
ン─ブタシエンゴムラテックスの共存下にスチレンとア
クリロニトリルとをグラフト共重合して得られるグラフ
ト型重合体等が挙げられる。

【００１３】ポリスチレン系樹脂としては、例えば、ス
チレン並びにα─メチルスチレンの如きα─置換スチレ
ン、ビニルトルエンの如き核置換スチレン等のビニル芳
香族化合物単量体の重合体、及び、これと共重合可能な
他の単量体、例えば、アクリロニトリル、アクリル酸も
しくはメタクリル酸、それらのメチルあるいはエチルエ
ステルの如き（メタ）アクリル酸エステル、もしくはこ
れらをグラフト重合させたグラフト共重合体等が挙げら
れる。

【００１４】本発明１において用いられる熱膨張性黒鉛
は、天然燐状グラファイト、熱分解グラファイト、キッ
シュグラファイト等の粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸
等の無機酸と、濃硝酸、過酸化水素等の強酸化剤とで処
理してグラファイト層間化合物を生成させたもので、炭
素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。

【００１５】上記のように酸処理して得られた熱膨張性
黒鉛は、更に、アンモニア、脂肪族低級アミン、アルカ
リ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和したも
のが好ましい。脂肪族低級アミンとしては、例えば、モ
ノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、
エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げ
られる。アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合
物としては、例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウ
ム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭
酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。

【００１６】熱膨張性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッ
シュのものが好ましい。粒度が２００メッシュより細か
いと黒鉛の膨張度が小さく、その結果難燃性が低下し、
望む難燃性が得られず、２０メッシュより大きいと、膨
張性が大きく、難燃性付与という点では効果があるが、
樹脂と混練する際の分散性が悪く、得られる成形品の物
性の低下が避けられない。

【００１７】本発明１で用いられるリン化合物として
は、ポリリン酸アンモニウム又はメラミン変性ポリリン
酸アンモニウムを使用する必要がある。これらは単独で
使用してもよいし、併用してもよい。

【００１８】本発明１において、熱膨張性黒鉛とポリリ
ン酸アンモニウム又はメラミン変性ポリリン酸アンモニ
ウムの添加量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、
５〜２００重量部であることを要する。添加量が５重量
部未満では、得られる成形品の十分な難燃性が得られ
ず、２００重量部を越えると、得られる成形品の機械的
物性の低下が大きく使用に耐えない。

【００１９】本発明１の組成物中には、必要に応じて、
水和金属水酸化物等の難燃助剤を添加してもよい。水和
金属水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、
水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドーソ
ナイト等が挙げられる。水和金属水酸化物の添加量は、
添加される主難燃剤の量によっても異なるが、熱可塑性
樹脂１００重量部に対して１００重量部以下が好まし
い。この範囲を越えると得られる成形品は、高い難燃性
が得られるが、機械的強度が低下し使用に耐えなくなり
易い。

【００２０】本発明１の組成物中には、必要に応じて、
特性を損なわない範囲で、フェノール系、アミン系、イ
オウ系等の酸化防止剤、金属害防止剤、充填剤、帯電防
止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料等が添加さ
れてもよい。

【００２１】本発明１の組成物は、各成分を単軸押出
機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサ
ー、ロール等の混練装置を用いて混合することにより均
一に混合される。

【００２２】本発明２は、本発明１の熱膨張性黒鉛とポ
リリン酸アンモニウム又はメラミン変性ポリリン酸アン
モニウムとの混合割合が重量比で１：１０〜 １０：１
である難燃性熱可塑性樹脂組成物である。

【００２３】熱膨張性黒鉛の混合割合が多すぎると、難
燃化加工時に黒鉛が膨張して飛散し、作業環境を汚染
し、ポリリン酸アンモニウム又はメラミン変性ポリリン
酸アンモニウムの混合割合が多すぎると、得られる成形
品を充分な難燃性を有するものとするためには多量添加
する必要があるために、得られる成形品の物性を低下さ
せるおそれがある。

【００２４】

【作用】本発明１の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、熱可
塑性樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛とポリリ
ン酸アンモニウム又はメラミン変性ポリリン酸アンモニ
ウム５〜２００重量部が添加されていることにより、燃
焼時や難燃化加工時に有害なハロゲン系ガスを発生させ
るたり、作業環境を汚染する黒鉛を飛散させることな
く、顕著な難燃性を有する成形品を製造する材料とし
て、幅広い用途に供することができる。

【００２５】本発明２の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、
本発明１の熱膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニウム又は
メラミン変性ポリリン酸アンモニウムとの混合割合が重
量比で１：１０〜 １０：１であることにより、本発明
１と比べて一層作業環境を汚染する黒鉛を飛散させるこ
となく、顕著な難燃性を有する成形品を製造する材料と
して、幅広い用途に供することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施例１〜６，比較例１〜６ 表１及び表２に示すような各種配合割合、成形温度に従
って各構成成分をラボプラストミルを用いて、溶融混練
を行い、樹脂組成物を得た。得られた重量部組成物を表
１及び表２に示す成形温度にてプレスして試験片を作製
した。得られた試験片について難燃性の評価を行った。
その結果を表１及び表２に併せて示した。

【００２７】尚、難燃性の評価は、ＪＩＳ Ｋ７２０１
に準じて、Ａ−１号試験片（長さ×幅×厚さ＝１５０ｍ
ｍ×６．５ｍｍ×３ｍｍ）で酸素指数を測定し、酸素指
数が２８以上のものを○、２８未満のものは×とした。
黒鉛の飛散は上記酸素指数測定時に膨張した黒鉛が飛散
しないものを○、飛散するものを×とした。

【００２８】又、表１及び表２中の配合成分としては、
下記内容のものを用いた。 ＰＰ：密度＝０．９０ｇ／ｃｍ³ 、メルトインデックス
（以下、ＭＩという）＝１．５のポリプロピレン。 ＬＤＰＥ：密度＝０．９２ｇ／ｃｍ³ 、ＭＩ＝３．４の
低密度ポリエチレン。 ＥＶＡ：酢酸ビニル含量＝１９重量％、密度＝０．９２
ｇ／ｃｍ³ 、ＭＩ＝２．５のエチレン─酢酸ビニル共重
合体。

【００２９】ＡＢＳ：密度＝１．２０ｇ／ｃｍ³ 、ＭＩ
＝２２のアクリロニトリル─ブタジエン─スチレン共重
合体。 ＰＳｔ：密度＝１．０６ｇ／ｃｍ³ 、ＭＩ＝１．７の高
強度ポリスチレン。 熱膨張性黒鉛：日本化成社製、商品名「ＣＡ−６０
Ｓ」。 ポリエン酸アンモニウム：住友化学社製、商品名「スミ
セーフＰ」。 メラミン変性ポリリン酸アンモニウム：住友化学社製、
商品名「スミセーフＰＭ」。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】表１及び表２からも明らかな如く、本発明
の実施例１〜６の場合は、いずれも、得られた成形品の
難燃性に優れており、黒鉛の飛散のないのに対して、比
較例１〜６の場合は、充分に難燃性を有する成形品を得
ることができなかったり、黒鉛が飛散したり、脆くなっ
て試験片を作製することがでないという少なくとも１つ
の問題点を有している。

【００３３】

【発明の効果】本発明１の難燃性熱可塑性樹脂組成物
は、上記の如き構成とされているので、燃焼時や難燃化
加工時に有害なハロゲン系ガスを発生させるたり、作業
環境を汚染する黒鉛を飛散させることなく、顕著な難燃
性を有する成形品を製造する材料として、幅広い用途に
供することができる。

【００３４】本発明２の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、
上記の如き構成とされているので、本発明１と比べて一
層作業環境を汚染する黒鉛を飛散させることなく、顕著
な難燃性を有する成形品を製造する材料として、幅広い
用途に供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂１００重量部に対して、熱
   膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニウム又はメラミン変性
   ポリリン酸アンモニウム５〜２００重量部が添加されて
   いることを特徴とする難燃性熱可塑性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１の熱膨張性黒鉛とポリリン酸ア
   ンモニウム又はメラミン変性ポリリン酸アンモニウムと
   の混合割合が重量比で１：１０〜 １０：１であること
   を特徴とする難燃性熱可塑性樹脂組成物。