CN1231541C - 阻燃树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
由热塑性树脂(聚酯系树脂等)(A)和阻燃剂(B)构成的阻燃树脂组合物,所述阻燃剂(B)含有聚苯醚系树脂(B1)、磷酸酯类(缩合磷酸酯等)(B2)、含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)构成。含氮环状化合物包括带氨基的三嗪化合物(三聚氰胺、三聚氰胺缩合物等)。阻燃剂(B)的比例相对于聚酯系树脂(A)100重量份为例如10~300重量份左右。阻燃剂(B)相对于磷酸酯类(B2)100重量份可以含有10~500重量份的聚苯醚系树脂(B1),5~1000重量份的含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)。
Description
技术领域
本发明涉及用于使聚酯系树脂等热塑性树脂阻燃化的阻燃树脂组合物及其制备方法,以及由此阻燃树脂组合物形成的成形体。
背景技术
热塑性树脂,例如聚酯系树脂具有优良的机械特性、电特性、耐气候性、耐水性、耐药品性以及耐溶剂性。为此作为工程塑料而用于诸如电气·电子零件、机械机构零件、汽车零件等各种用途。另外,对于聚酯系树脂,随着应用领域的扩大、机械特性的提高,从安全方面考虑对其阻燃性提出了要求。已知一般的阻燃化方法是,在热塑性树脂中添加使用了卤素化合物和锑化合物的阻燃剂。但是,对于卤素系阻燃剂,燃烧分解时有大量二氧芑系化合物产生的情况,从环境方面考虑是不理想的。因此有人提出使用聚碳酸酯化合物和磷系化合物作为非卤素系阻燃剂使聚酯系树脂阻燃化的方法。
特开平10-168297号公报介绍了由热塑性聚酯树脂、聚碳酸酯系树脂、有机磷系阻燃剂以及稳定化红磷构成的阻燃树脂组合物。此外,特开平10-168295号公报中介绍了由聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、稳定化红磷以及烯烃系树脂构成的母料构成的阻燃树脂组合物。
前述非卤素系阻燃剂虽然不含有害的卤素但是与卤素系阻燃剂比较其阻燃性差,所以必须使用大量的阻燃剂。而大量阻燃剂的添加会引起表面起霜和树脂机械特性降低。因而很难在提高阻燃性的同时使机械特性和成形性提高。
另外已知的方法还有使用聚苯醚树脂和磷系化合物使聚酯系树脂阻燃化的方法。例如在特开昭60-47056号公报介绍了将热塑性线状聚酯树脂与由聚苯醚树脂、有机磷酸酯以及溴化合物构成的阻燃剂混合而成的热塑性树脂组合物。但是此方法中使用了卤素化合物所以也不是环境上优选的。
因此也有人考虑过不使用卤素化合物使聚酯树脂阻燃化。例如特表平6-504563号公报中记载了由聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚以及间苯二酚二磷酸酯构成的树脂组合物。不过此树脂组合物的UL-94耐热性试验结果为V-2左右,阻燃性不够。
因此,本发明的目的在于提供使用非卤素系阻燃剂在高水平下阻燃化的树脂组合物及其制备方法。
本发明的又一目的在于提供不使热塑性树脂的特性降低并阻燃化的树脂组合物及其制备方法。
本发明的另一目的还在于提供改善了阻燃性的成形体。
发明内容
本发明者们为了达成上述课题进行了锐意研究,结果发现将聚苯醚系树脂、磷酸酯类、含氮环状化合物的多磷酸盐组合起来构成阻燃剂,则可以以高水平使热塑性树脂阻燃化,从而完成了本发明。
也就是说,本发明的阻燃树脂组合物是由热塑性树脂(A)和阻燃剂(B)构成的。前述阻燃剂(B)包括聚苯醚系树脂(B1)、磷酸酯类(缩合磷酸酯等)(B2)、含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)等。热塑性树脂(A)包括聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、乙烯基系树脂、烯烃系树脂、丙烯酸系树脂等,特别是具有1,4-环己烷二甲撑对苯二甲酸酯、C2-4烷撑对苯二甲酸、和C2-4烷撑萘二甲酸酯等单元的聚烷撑多芳基化合物系树脂。含氮环状化合物包括带氨基三嗪化合物(三聚氰胺类、三聚氰胺缩合物等)。前述含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)也可以含有来源于硫酸的硫原子。阻燃剂(B)的比例相对于聚酯系树脂(A)100重量份例如可以为10~300重量份左右。阻燃剂(B)相对于磷酸酯类(B2)100重量份还可以含有10~500重量份的聚苯醚系树脂(B1),还可以含有5~1000重量份的含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)。前述阻燃树脂组合物还可含有添加剂(树脂状阻燃助剂、含氮阻燃助剂、无机阻燃助剂、苯乙烯系阻燃助剂等)。树脂状阻燃助剂可以是主链或侧链上具有带羟基和/或氨基的芳香族环的树脂、多芳基化合物系树脂、芳香族环氧树脂、聚碳酸酯系树脂等。含氮阻燃助剂还包括含氮环状化合物与硫酸、硼酸、非缩合磷酸、有机磷酸或带羟基的杂环化合物的盐、多磷酸酰胺、环状脲类等。无机阻燃助剂可以为例如硼酸金属盐、磷酸氢金属盐、红磷等。进一步地,前述阻燃树脂组合物还可含有受阻酚系防氧化剂、磷系稳定剂、氟系树脂、填充剂等。
此外,本发明还含有使热塑性树脂和前述阻燃剂混合制备阻燃树脂组合物的方法以及由上述阻燃树脂组合物形成的成形体。
实施本发明的最佳方式
[热塑性树脂(A)]
作为热塑性树脂,可以使用用于成形的各种树脂,例如聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、乙烯基系树脂、烯烃系树脂、丙烯酸系树脂等。
(1)聚酯系树脂
聚酯系树脂为由二羧酸组分与二醇组分的缩合、羟酸或内酯的缩合、或这些组分的缩合等得到的均聚酯或共聚酯。优选的聚酯系树脂包括一般的饱和聚酯系树脂、特别是芳香族饱和聚酯系树脂。
作为二羧酸成分,可以举出例如,芳香族二羧酸(例如,邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸等萘羧酸、4,4’-二苯基羧酸、4,4’-二苯氧基醚羧酸、4,4’-二苯基甲烷二羧酸、4,4’-二苯基甲酮二羧酸等碳数8~16左右的二羧酸)等。或还可并用脂肪族二羧酸(例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二羧酸、十二烷二羧酸、十六烷二羧酸、二聚酸等碳数4~40左右的二羧酸,优选碳数6~14左右的二羧酸)、脂环式二羧酸(例如,六氢化邻苯二甲酸、六氢化间苯二甲酸、六氢化对苯二甲酸、双环庚烯二甲酸等碳数8~12左右的二羧酸)、或它们的衍生物(例如低级烷基酯、酸酐等可形成酯的衍生物)等。这些二羧酸组分可以单独或两种以上组合使用。此外,根据需要还可以并用偏苯三酸、均苯四甲酸等多元羧酸等。
优选的二羧酸组分包括对苯二甲酸、萘二甲酸等芳香族二羧酸。
对于二醇组分可以举出,例如脂肪族烷撑二醇(例如,乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、季戊二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇等碳数2~12左右的脂肪醇,优选碳数2~10左右的脂肪醇)、聚氧烷撑二醇[烷撑基的碳数为2~4左右,具有多个氧烷撑单元的二醇,例如一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、一缩二丁二醇、二缩三乙二醇、二缩三丙二醇、聚丁二醇等]、脂环族二醇(例如,1,4-环己烷二醇、1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等)等。此外,还可以与联苯酚、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、2,2-二(4-(2-羟乙氧基)苯基)丙烷、亚二甲苯基二甲醇等芳香族二醇并用。这些二醇组分可以单独使用或将两种以上组合使用。此外,根据需要也可以与丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇等多醇并用。
优选的二醇组分包括C2-6烷撑二醇(乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇等直链烷撑二醇)、具有重复数为2~4左右的氧化烯单元的聚烷撑二醇[一缩二乙二醇等含有聚(氧-C2-4烷撑)单元的二醇]、1,4-环己烷二甲醇等。
羟酸包括例如羟基苯甲酸、羟基萘甲酸、羟基苯乙酸、羟基乙酸、羟基己酸等羟酸或它们的衍生物等。
内酯包括丙酸内酯、丁酸内酯、戊酸内酯、己酸内酯(例如ε-己酸内酯等)等C3-12内酯等。
优选的聚酯系树脂包括,以对苯二甲酸烷撑酯、萘二甲酸烷撑酯等烷撑基芳基化物为主成分(例如50~100重量%、优选75~100重量%左右)的均聚酯或共聚酯[例如,聚对苯二甲酸烷撑酯(例如,1,4-环己烷二甲撑对苯二甲酸酯(PCT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚对苯二甲酸C2-4烷撑酯)、聚萘二甲酸烷撑酯(例如,聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等聚萘二甲酸C2-4烷撑酯)等均聚酯;以对苯二甲酸烷撑酯和/或萘二甲酸烷撑酯单元为主成分(例如50重量%以上)的共聚酯]。特别优选的聚酯系树脂包括,以对苯二甲酸丁二醇酯单元为主成分的聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯)。此外,这些聚酯系树脂可以单独使用也可以将两种以上组合使用。
此外,共聚酯中,作为可共聚单体可以举出,C2-6烷撑二醇(乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇等直链烷撑二醇等)、具有重复数为2~4左右的氧烷撑单元的聚氧烷撑二醇(-缩二乙二醇等含有聚(氧-C2-4烷撑)单元的二醇等)、C6-12脂肪族二羧酸(己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等)、芳香族二羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸等)、羟酸(羟基苯甲酸、羟基萘甲酸等)等。此外,聚酯系树脂只要不损害其熔融成型性等,不仅可以具有直链结构也可以具有支链结构、还可以交联。此外也可以是液晶聚酯。
聚酯系树脂可以通过常用的方法例如酯交换、直接酯化法等来制备。
(2)聚酰胺系树脂
聚酰胺包括,由二胺和二羧酸衍生的聚酰胺;由氨基羧酸以及根据需要与二胺和/或二羧酸并用而得到的聚酰胺;由内酰胺以及根据需要与二胺和/或二羧酸并用而衍生的聚酰胺。聚酰胺还包括由至少两种不同的形成聚酰胺的组分所形成的共聚酰胺。
作为二胺可以举出,例如三甲撑二胺、四甲撑二胺、五甲撑二胺、六甲撑二胺、2,2,4-三甲基六甲撑二胺、2,4,4-三甲基六甲撑二胺、辛甲撑二胺等脂肪族二胺;二(4-氨基环己基)甲烷、二(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷等脂环族二胺。此外还可以并用苯撑二胺、间苯撑二甲胺等芳香族二胺。这些二胺可以使用-种或将两种以上组合使用。
作为二羧酸可以举出,例如戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十八烷二酸等C4-20脂肪族二羧酸;二聚脂肪酸(二聚酸);环己烷-1,4-二羧酸和环己烷-1,3-二羧酸等脂环二羧酸;邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘羧酸等芳香族二羧酸等。
作为氨基羧酸可以举出,例如氨基庚酸、氨基壬酸、氨基十一烷酸等C4-20氨基羧酸。氨基羧酸可以使用一种或两种以上组合使用。
作为内酰胺可以举出,例如丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、庚内酰胺、十一内酰胺、十二内酰胺等C4-20内酰胺。这些内酰胺可以使用一种也可以将两种以上组合使用。
作为聚酰胺系树脂可以举出,例如尼龙46、尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12等脂肪族聚酰胺、由芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸和/或间苯二甲酸)与脂肪族二胺(例如六甲撑二胺)得到的聚酰胺、由芳香族和脂肪族二羧酸(例如对苯二甲酸和己二酸)与脂肪族二胺(例如六甲撑二胺、九甲撑二胺等)得到的聚酰胺等。这些聚酰胺可以单独使用也可以混合使用。优选的聚酰胺包括非芳香族和脂肪族聚酰胺(尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12等)、半芳香族聚酰胺(尼龙MXD6、尼龙9T等)、半芳香族共聚聚酰胺(尼龙6T/6、尼龙6T/66、尼龙6T/12、尼龙6I/6、尼龙6I/66、尼龙6T/6I、尼龙6T/6I/6、尼龙6T/6I/66、尼龙6T/M5T)等。
(3)乙烯基系树脂
乙烯基系树脂包括乙烯基系单体(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁烯酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等乙烯基酯;含氯乙烯基单体(例如氨乙烯);含氟乙烯基单体(例如氟乙烯、氯丁二烯等);甲基乙烯基酮、甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类;乙烯基甲基醚、乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类;N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮等乙烯基胺类等)单独或其共聚物、或与其他可共聚单体所形成的共聚物等。
也可以使用前述乙烯基系树脂的衍生物(例如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯醇缩醛、乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等)。
(4)烯烃系树脂
作为烯烃系树脂可以举出,例如乙烯、丙烯、1-丁烯等α-烯烃(特别是α-C2-10烯烃)单独或者共聚物。作为优选的烯烃系树脂可以举出,聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等。
(5)丙烯酸系树脂
丙烯酸系树脂包括,例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈等(甲基)丙烯酸系单体单独或共聚物、或(甲基)丙烯酸系单体与其它可共聚单体的共聚物等。
上述热塑性树脂的数均分子量没有特别的限制,可以根据树脂的种类和用途做适当的选择,例如可以选择5×103~200×104、优选1×104~150×104、进一步优选1×104~100×104左右。此外,热塑性树脂为聚酯系树脂的情况下,数均分子量例如可以为5×103~100×104、优选1×104~70×104、更优选1.2×104~30×104左右。
前述热塑性树脂可以单独或将两种以上组合使用。
优选的热塑性树脂可举出,也可为液晶聚酯的聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、乙烯基系树脂等,特别优选聚酯系树脂(PBT系树脂等聚烷撑芳基化物系树脂)。
[阻燃剂(B)]
本发明中,由聚苯醚系树脂(B1)、磷酸酯类(B2)、含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)构成阻燃剂(B),由此可以不降低热塑性树脂(聚酯系树脂等)的特性而赋予高阻燃性。
[聚苯醚系树脂(B1)]
使用聚苯醚系树脂(B1)构成阻燃剂的情况与用磷酸酯类(B2)和含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)构成阻燃剂的情况相比,可以明显提高阻燃性。因此可以降低阻燃剂的用量,不会降低热塑性树脂(聚酯系树脂等)的特性。
聚苯醚系树脂(聚亚苯基醚系树脂)包括单聚物和共聚物。作为单聚物可以举出聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)氧化物、聚(2,5-二甲基-1,4-亚苯基)氧化物、聚(2,5-二乙基-1,4-亚苯基)氧化物、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基)氧化物、聚(2,6-二-n-丙基-1,4-亚苯基)氧化物、聚(2-乙基-6-异丙基-1,4-亚苯基)氧化物、聚(2-甲基-6-羟乙基-1,4-亚苯基)氧化物、聚(2-甲基-6-氯乙基-1,4-亚苯基)氧化物等聚(一或二C1-6烷基-亚苯基)氧化物等。
作为聚苯醚的共聚物可以举出,由使甲酚、p-tert-丁基酚等烷基酚与苯甲醛树脂(苯酚树脂等的含苯环化合物的甲醛缩合物)或烷基苯甲醛树脂反应所得的烷基酚改性苯甲醛树脂嵌段和作为主体结构的聚苯醚嵌段构成的改性聚苯醚共聚物、在聚苯醚或其共聚物中接枝苯乙烯系聚合物而得的改性接枝共聚物等。
这些聚苯醚系树脂可以使用一种也可以将两种以上组合使用。
[磷酸酯类(B2)]
磷酸酯类包括单体型磷酸酯(磷酸酯、亚磷酸酯、次磷酸酯)、聚合物型磷酸酯等。
磷酸酯可以举出,脂肪族磷酸酯[磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三异丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三异丁酯等磷酸三C1-10烷基酯;对应于前述磷酸三酯的磷酸二C1-10烷基酯和磷酸一C1-10烷基酯等]、芳香族磷酸酯[磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三二甲苯酯、磷酸二苯基一甲苯基酯、磷酸三(异丙苯)、磷酸二苯基一乙基甲苯基酯等磷酸三C6-20芳基酯等]、脂肪族-芳香族磷酸酯[磷酸甲基二苯基酯、磷酸苯基二乙基酯等]等。
亚磷酸酯(膦酸酯)包括例如芳香族亚磷酸酯(芳基为苯基、甲苯基、二甲苯基等的亚磷酸三C6-10芳基酯等)、脂肪族亚磷酸酯(烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基等的亚磷酸三C1-10烷基酯;对应前述亚磷酸三烷基酯的亚磷酸二或一C1-10烷基酯等)、有机亚磷酸酯[例如烷基为前述例举的烷基、芳基为苯基、甲苯基、二甲苯基等的C1-6烷基膦酸二C1-6烷基酯、C1-6烷基膦酸二C6-10芳基酯、C1-6烷基膦酸C1-6烷基C6-10芳基酯等烷基膦酸二酯;对应前述烷基膦酸二酯的C6-10芳基-膦酸二酯;膦酰羧酸酯(甲氧基羰基甲基膦酸二甲酯等对应前述烷基膦酸二酯的C1-4烷氧基羰基氧C1-4烷基膦酸二酯)等膦酰羧酸三酯]等各种膦酸酯。此外还包括可用烷基或芳基取代的膦酰羧酸的金属盐等。
次磷酸酯(次膦酸酯)包括可以被烷基(C1-4烷基等)或芳基(C6-10芳基等)取代(一取代或二取代)的次膦酸酯(次膦酸甲酯等次膦酸C1-6烷基酯、次膦酸苯基酯等次膦酸C6-10芳基酯等)等。此外还包括可以被烷基或芳基取代的磷酸亚基羧酸(例如3-甲基磷酸亚基丙酸、3-苯基磷酸亚基丙酸等)的金属盐。
前述单体型磷酸酯还包括含氮磷酸酯(对应前述磷酸酯、膦酸酯、次膦酸酯等的含氮磷酸酯)等。
前述聚合物型磷酸酯可以使用缩合磷酸酯。前述缩合磷酸酯可举出具有芳香族环的缩合磷酸酯,例如可为下式(1)所示的化合物,
(式中R1~R4表示也可具有取代基的芳基、Z1为二价芳香性基团。p表示1以上的整数)。
式(1)中p优选1~10的整数、更优选1~5的整数。此外,R1~R4表示的芳基可以举出苯基、萘基等C6-20芳基,作为芳基的取代基可举出甲基、乙基等烷基。此外作为二价芳香性基团,可举出芳撑基(苯撑基、萘撑基等的C6-20芳撑基等)、二苯撑基、双酚残基(双酚A残基、双酚D残基、双酚AD残基)等。
上式(1)所示的化合物可以举出例如间苯二酚磷酸酯类[间苯二酚二(二苯基磷酸酯)、间苯二酚二(双甲苯基磷酸酯)、间苯二酚二(双二甲苯基磷酸酯)];对苯二酚磷酸酯类[对苯二酚二(二苯基磷酸酯)、对苯二酚二(双甲苯基磷酸酯)、对苯二酚二(双二甲苯基磷酸酯)]、双酚磷酸酯类[双酚二(二苯基磷酸酯)、双酚二(双甲苯基磷酸酯)、双酚二(双二甲苯基磷酸酯)]以及双酚磷酸酯类[双酚A二(二苯基磷酸酯)、双酚A二(双甲苯基磷酸酯)、双酚A二(双二甲苯基磷酸酯)]等。特别优选化合物包括间二苯酚磷酸酯类。
此外,前述聚合物型磷酸酯也可以是具有羟基的聚合物(酚醛树脂等)的磷酸酯。这些聚合物的磷酸酯可以举出例如具有下式(2)所示的结构单元的聚合物,
(式中R5和R6表示芳基)。
前述芳基可以举出前面例举的芳基(C6-20芳基、特别是苯基)和取代芳基(烷基取代芳基)。
前述磷酸酯类可以单独使用或将两种以上组合使用。
优选的磷酸酯类包括芳香族磷酸酯、缩合磷酸酯等、特别是缩合磷酸酯。
[含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)]
含氮环状化合物包括具有至少一个氨基和以至少一个氮原子为环的杂原子的杂环化合物,杂环除了氮以外还可以有硫、氧等其他的杂原子。这些含氮杂环包括咪唑、噻二唑、噻二唑啉(チアジアゾリン)、呋咱、***、噻二嗪、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、嘌呤等以多个氮原子作为环的构成原子的5或6元不饱和含氮杂环等。这些含氮环中优选以多个氮原子为环的构成原子的5或6元不饱和含氮环、特别优选***和三嗪。
***化合物可以举出1,2,3-***类(1H-1,2,3-***类;2H-1,2,3-***类等)和1,2,4-***类(胍唑等1H-1,2,4-***类;胍吖嗪等4H-1,2,4-***类等)。氨基也可以在***环的适当原子上(特别是碳原子)取代。氨基的个数没有特别的限制,可以是1~3个、优选是1~2个左右。
三嗪化合物可以举出含氨基1,3,5-三嗪类、含氨基1,2,3-三嗪类(5-位、4,5-位、4,5,6-位等上被氨基取代的1,2,3-三嗪、4-氨基-苯-1,2,3-三嗪等)、含氨基1,2,4-三嗪类(3-位、5-位、3,5-位等上被氨基取代的1,2,4-三嗪等)等各种氨基三嗪类。作为含氨基的1,3,5-三嗪类例如三聚氰胺类[三聚氰胺、取代三聚氰胺(2-甲基三聚氰胺等C1-4烷基三聚氰胺、脒基三聚氰胺等)]、三聚氰胺缩合物(蜜白胺、蜜勒胺、蜜弄等)、三聚氰胺的共缩合树脂(三聚氰胺-甲醛树脂、酚-三聚氰胺树脂、苯胍胺-三聚氰胺树脂、芳香族聚胺-三聚氰胺树脂等)等、三聚氰酸酰胺类(三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺等)、胍胺类[胍胺;甲胍胺等烷基胍胺、乙酰胍胺(アセトグアナミン)等酰基胍胺、苯胍胺、苯乙酰胍胺(フエニルアセトグアナミン)、邻苯二甲酰胍胺(フタログアナミン)等芳香族胍胺;环己烷胍胺等脂环胍胺;丁二胍胺、己二胍胺等脂肪族胍胺;CTU-胍胺(2,4,8,10-四氧螺(5.5)十一烷-3,9-双(2-乙基胍胺));丙烯胍胺等]等。氨基也可以在三嗪环的适当原子上(特别是碳原子)取代,氨基的个数没有特别的限制,可以是1~4个、优选1~3个、特别是2~3个左右。
前述含氨环状化合物可以单独使用或将两种以上组合使用。优选含氮环状化合物包括含氨基三嗪化合物、特别是含氨基1,3,5-三嗪类(三聚氰胺类和三聚氰胺类缩合物等、特别是三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺、蜜弄)。
含氮环状化合物也可以以构成环的氮原子部位(亚氨基)与多磷酸成盐,不过通常优选以在环上取代的至少一个氨基与多磷酸反应成盐。在具有多个氨基的情况下,也可以所有的氨基都与多磷酸形成盐。此外多个相同或不同的含氮化合物(前述含氮环状化合物和其它的带氨基的含氮化合物)可以与一个多酸形成盐、可形成多酸的复盐。
前述多磷酸中还包括下式(3)中表示的缩合磷酸类,
(式中q表示2以上的整数)。
前式中q优选2~10的整数、更优选3~8的整数。这样的多磷酸可以举出焦磷酸、三磷酸、四磷酸等。
此外,前述多磷酸还包括聚偏亚磷酸(HPO3)n(式中,n表示2以上的整数)、次磷酸、磷酸酐(五氧化二磷)等。
具有多个可形成盐部位的多磷酸,也可以至少一部分部位与胺、脲等其它的含氨基化合物形成部分盐(多磷酸铵、多磷酸脲等部分盐)。
含氮环状化合物的多磷酸盐可以举出,带氨基的含氮三嗪化合物的多磷酸盐[焦磷酸三聚氰胺盐(焦磷酸三聚氰胺、焦磷酸二三聚氰胺)、对应这些焦磷酸三聚氰胺盐的三磷酸盐、四磷酸盐等多磷酸三聚氰胺类;对应前述多磷酸三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、蜜弄盐、胍胺盐等]等。还有,也可以使用对应前述三嗪盐的***盐等。此外,多磷酸盐也可含有来源于硫酸的硫原子。另外,多磷酸盐还包括多磷酸三聚氰胺·蜜白胺·蜜勒胺复盐、偏磷酸三聚氰胺·蜜白胺·蜜勒胺复盐以及除了磷原子以外还含有硫原子、氧原子等的多酸的三聚氰胺·蜜白胺·蜜勒胺复盐等。前述含硫原子的多酸和复盐的详细情况可以参考特开平10-306081号公报、特开平10-306082号公报等。这些多磷酸盐也用环氧系化合物、硅烷系化合物、钛酸酯系化合物、铬系化合物等表面改质剂进行处理。此外,多磷酸盐还可进行金属被覆处理、玻璃被覆处理、热固性树脂(例如酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、苯胺树脂、呋喃树脂、醇酸树脂、二甲苯树脂、硅树脂等)被覆处理、热塑性树脂被覆处理等。作为多磷酸盐的被覆处理方法,可以参考例如特开2001-131293号公报、特开2000-169120号公报、特开昭63-110254号公报、特开昭62-21704号公报、特开昭52-125489号公报等。多磷酸盐与被覆组分的比例没有特别限制,例如被覆组分为被覆多磷酸盐的0.1~20重量%、优选0.1~10重量%(例如0.1~8重量%)左右。
本发明中,由于用多磷酸盐构成阻燃剂,所以不仅可以对热塑性树脂(聚酯系树脂等)赋予高阻燃性,而且不会使树脂组合物着色。
前述多磷酸盐可单独或将两种以上组合使用。
含氮环状化合物与多磷酸的比例没有特别的限制,例如前者/后者(摩尔比)=1/20~20/1、优选1/10~10/1(例如1/5~10/1)、特别是1/2~8/1左右。含氮环状化合物所带氨基与多磷酸的可形成盐部分的当量比没有特别的限制,例如10/1~1/2、优选5/1~1/1、特别是4/1~1/1左右。
[阻燃剂的使用比例]
本发明的阻燃剂由于将聚苯醚系树脂、磷酸酯类、含氮环状化合物的多磷酸盐组合起来,所以可以不降低热塑性树脂(聚酯系树脂等)的特性(例如不会着色或起霜)而赋予其高阻燃性,可以减少阻燃剂的添加量。相对于热塑性树脂的阻燃剂的比例为,相对于热塑性树脂100重量份,阻燃剂为10~300重量份、优选20~250重量份、进一步优选30~200重量份左右。
阻燃剂各组分的比例可以在能赋予阻燃性的范围内适当选择,例如聚苯醚系树脂的比例相对于磷酸酯类100重量份为10~500重量份、优选30~450重量份、更优选50~400重量份左右。含氮环状化合物的多磷酸盐的比例为,相对于磷酸酯类100重量份例如为5~1000重量份、优选5~700重量份、更优选5~500重量份左右。含氮环状化合物的多磷酸盐和聚苯醚系树脂的比例(重量比)为1/99~90/10、优选3/97~80/20、更优选5/95~70/30左右。
[添加剂]
本发明的阻燃性树脂组合物根据目的需要还可含有各种添加剂(例如,其他阻燃剂(或阻燃助剂)、苯乙烯系树脂、防氧化剂、稳定剂、防滴下剂等)。添加剂的总含量相对于100重量份热塑性树脂为0.01~50重量份、优选0.1~40重量份、更优选1~35重量份左右。
作为阻燃助剂例如可以使用树脂状阻燃助剂、含氮阻燃助剂、无机阻燃助剂等。
[树脂状阻燃助剂(D1)]
树脂状阻燃助剂(或阻燃剂)可举出在主链或侧链上具有带羟基和/或氨基的芳香环的树脂、多芳基化合物系树脂、芳香族环氧树脂、聚碳酸酯系树脂等芳香族树脂。
(1)在主链或侧链上具有带羟基和/或氨基的芳香环的树脂
主链上有芳香族环的树脂可例举,例如漆用酚醛树脂、芳烷树脂,侧链上有芳香环的树脂可例举芳香族乙烯基树脂。
(1-1)漆用酚醛树脂
漆用酚醛树脂具有下式(4)所示的重复单元,
(式中,R7~R9可相同或不同,表示氢原子、烷基或芳基,r为1以上的整数)。
烷基可举出甲基、乙基、丁基、t-丁基、己基、辛基、壬基、癸基等的C1-20烷基、优选C1-12烷基。芳基可举出前述R1~R4项中例举的C6-20芳基和取代芳基(特别是C1-4烷基取代芳基)。
漆用酚醛树脂(特别是无规漆用酚醛树脂)通常由酚类与醛类反应得到。酚类可举出酚、p-或m-甲酚、3,5-二甲苯酚、烷基酚(例如t-丁基酚、p-辛基酚、壬基酚等C1-20烷基酚)、芳基酚(例如苯基酚、苄基酚、异丙苯酚)等。这些酚类可以使用一种或两种以上组合使用。
醛类可举出例如甲醛、乙醛、丙醛等脂肪族醛、苯甲醛、苯乙醛等芳香族醛等。优选的醛类可举出甲醛等。此外也可使用三噁烷、仲甲醛等甲醛的缩合物。酚类与醛类的比例为前者/后者=1/0.5~1/1(摩尔比)左右。
酚类和醛类的缩合反应通常在酸催化剂的存在下进行。酸催化剂可举出例如无机催化剂(例如盐酸、硫酸、磷酸等)、有机催化剂(p-甲苯磺酸、草酸等)等。
此外,也可使用正/仲比为1以上的高正漆用酚醛树脂作为漆用酚醛树脂。漆用酚醛树脂的甲撑基与各种芳香环的羟基的结合方式有(i)正位与正位结合(ii)正位与仲位结合(iii)仲位与仲位结合的情况。
设仲位之间结合的甲撑键数为Mp、正位与仲位结合的甲撑键数为M0p、正位之间结合的甲撑键数为M0,则正/仲比可由下式表示。
正/仲比=[M0+(1/2)M0p]/[Mp+(1/2)M0p]
例如由13C-NMR谱测得的甲撑键数、根据上式可算出正/仲比。
特别是作为漆用酚醛树脂。优选使用正/仲比为1以上、例如1~20(特别是1~15)左右的漆用酚醛树脂、即所谓的高正漆用酚醛树脂。
正/仲比为1以上的漆用酚醛树脂例如可由下述方法合成,(1)在选自金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物以及胺化合物的至少一种催化剂的存在下、或进一步加成-缩合反应后,添加酸催化剂,使酚类与醛类反应的方法[例如特开昭55-90523号公报、特开昭57-51714号公报、特开昭59-80418号公报、特开昭62-230815号公报、美国专利第4113700号说明书等];(2)在非极性溶剂(例如二甲苯、甲苯、苯等芳烃、环己烷等脂环烃等)中、加压下、使酚类与醛类反应的方法[例如特开平6-345837号公报、Macromol.Chem.182,2973(1981)等];(3)无催化剂下、严格控制制造方法和条件、使酚类与醛类反应的方法[例如特开平10-195158号公报、特开平10-204139号公报等];(4)使酚的溴化镁、甲基化镁等金属苯酚盐类与醛类在上述非极性溶剂中反应的方法[例如美国专利第4097463号说明书、Macromolecules,17,19(1984)等]等。酚类与醛类的比例为前者/后者=1/0.3~1/1(摩尔比)左右。
金属盐催化剂可举出例如有机酸(例如乙酸、环烷酸、草酸等脂肪族羧酸、甲磺酸等磺酸等)的多价金属盐(例如Zn,Mg,Mn,Cd,Ca,Co,Pb,Cu,Ni,Al等的盐)。金属氧化物和金属氢氧化物可举出例如多价金属氧化物、多价金属氢氧化物(例如Zn,Mg,Mn,Cd,Ca,Co,Pb,Cu,Ni,Al等的氧化物、氢氧化物等)等。胺化合物可举出例如脂肪族胺(例如二甲基胺、二乙基胺等)。这些催化剂可单独或两种以上混合使用。
高正漆用酚醛树脂即使残留金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物等前述催化剂也可使用,不过优选通过水洗等处理降低残留催化剂的量。此外由前述(3)方法得到的高正漆用酚醛树脂因为未使用催化剂,因此不需要除去催化剂,所以是优选的高正漆用酚醛树脂。
此外,也可使用前述酚类与苯二酚类、萘酚类、双酚类、烷基苯类(例如甲苯、乙苯、二甲苯、均三甲苯等)、苯胺类、糠醛类、脲类以及三嗪类(例如三聚氰酸、异三聚氰酸、三聚氰胺、胍胺、乙酰胍胺、苯胍胺等)、萜烃类、漆酚类、松香类等共缩合组分的共缩合物。特别是经三嗪类改性的氨基三嗪漆用酚醛树脂为优选的共缩合物。这样的氨基三嗪漆用酚醛树脂可通过将酚类、三嗪类以及甲醛类在碱性催化剂(氨、三甲基胺、三甲醇胺等)和/或酸性催化剂(草酸等)的存在或非存在下共缩合的方法[例如DIC Technical ReviewNo.3、p47(1997)、特开平8-253557号公报、特开平10-279657号公报等]制得。氨基三嗪漆用酚醛树脂可以使用商品名“フエノライト”(大日本油墨化学工业(公司)的商品。
前述双酚类可举出,双酚A、双酚D、双酚AD、2,2-二(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-二(4-羟苯基)丁烷、2,2-二羟基二苯基甲烷、2,2’-二乙基-4,4’-二羟基二苯基甲烷等二羟基二芳基链烷烃类;1,1-二(4-羟苯基)环己烷等二羟基二芳基环烷烃类;1,4-二(4-羟苯基异丙基)苯等二羟基芳基烷基苯类;二(4-羟苯基)砜、二(3,5-二甲基-4-羟苯基)砜等二羟基二芳基砜类;二(4-羟苯基)醚、二(3,5-二甲基-4-羟苯基)醚、4,4’-二羟基二苯基醚等二羟基二芳基醚类;4,4’-二羟基苯酰苯、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二羟基苯酰苯等二羟基二芳基酮类;二(4-羟苯基)硫醚、二(3-甲基-4-羟苯基)硫醚等二羟基二芳基硫醚类;二(4-羟苯基)亚砜等二(羟芳基)亚砜类;4,4’-二羟基二苯基等二羟基二苯基类等。
此外,也可使用将漆用酚醛树脂(无规漆用酚醛树脂和高正漆用酚醛树脂)的部分或全部酚性羟基用选自磷化合物(例如磷酸、亚磷酸、有机膦酸、有机次膦酸等磷酸类及它们的酐、卤化物、盐、酯(特别是脂肪族酯)等)、以及硼化合物(例如硼酸、有机硼酸、有机烃基硼酸等硼酸类及它们的酐、卤化物、盐、酯等)的至少一种改性后的改性漆用酚醛树脂(例如磷酸改性漆用酚醛树脂、硼酸改性漆用酚醛树脂等)。漆用酚醛树脂的羟基通常被改性为磷酸酯或硼酸酯。
还有,也可使用将漆用酚醛树脂(元规漆用酚醛树脂和高正漆用酚醛树脂)的酚性羟基的部分或全部氢原子用金属离子、甲硅烷基或有机基团(烷基、烷酰基、苯酰基等)改性(或取代)后的改性漆用酚醛树脂。
优选的漆用酚醛树脂可举出,苯酚甲醛漆用酚醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂(例如,t-丁基苯酚甲醛漆用酚醛树脂、p-辛基苯酚甲醛树脂)和它们的共缩合物以及它们的混合物。
漆用酚醛树脂(无规漆用酚醛树脂和高正漆用酚醛树脂)数均分子量没有特别限制可由300~5×104、优选300~1×104、更优选300~8000(特别300~5000)左右的范围选择。
(1-2)芳烷树脂
本发明中使用的芳烷树脂可以举出具有下式(5)所示的结构单元的树脂、特开2000-351822号公报中记载的树脂等,
(式中Ar与Ar’表示芳族基,Z2和Z3相同或不同、表示烷撑基,R10表示氢原子或烷基。X表示羟基、氨基或N-取代氨基)。
Ar与Ar’表示的芳族基可举出碳数6~20的芳族基、例如苯撑基(o-苯撑基、m-苯撑基、p-苯撑基等)、萘撑基、二苯撑基等、优选苯撑基(特别是p-苯撑基)。
Z2和Z3表示的烷撑基可举出甲撑基、乙撑基、丙撑基、四甲撑基、六甲撑基等C1-5烷撑基(优选C1-4烷撑基、特别是C1-2烷撑基)。R10表示的烷基可举出前述R7~R9项中例举的C1-20烷基(特别是C1-4烷基)。
X表示的N-取代氨基包括一或二C1-4烷基氨基,例如二甲基氨基、二乙基氨基。
作为芳烷树脂,多使用X为羟基的酚芳烷树脂。优选的酚芳烷树脂包括,Z2和Z3为甲撑基、Ar为苯撑基、R10为氢原子、具有以下式(6)所示的p-二甲苯取代酚为重复单元的树脂。
芳烷树脂一般可以通过下式(7)所示的化合物与酚类或苯胺类的反应得到。使用酚类可得到酚芳烷树脂、使用苯胺类可得到苯胺芳烷树脂,
Y-Z2-Ar-Z3-Y (7)
(式中,Y为烷氧基、酰氧基、羟基或卤原子。Ar、Z2及Z3与前述相同)。
式(7)中Y代表的烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等C1-4烷氧基。酰氧基包括乙酰基等碳数2~5左右的酰氧基。此外卤原子包括氯、溴、碘等。
上式(7)表示的化合物可例举亚二甲苯基二甲醇C1-4烷基醚(p-亚二甲苯基二甲醇二甲醚、p-亚二甲苯基二甲醇二***等)等芳烷醚类、p-苯二甲基-αα’-二乙酸酯等酰氧芳烷类、p-苯二甲基-αα’-二醇等芳烷二醇类、p-苯二甲基-αα’-二氯化物、p-苯二甲基-αα’-二溴化物等芳烷卤化物类。
酚类可举出例如前述漆用酚醛树脂项中例举的酚或烷基酚。这些酚类可使用一种或将两种以上组合使用。
苯胺类可举出例如苯胺、烷基苯胺(例如甲苯胺、二甲苯胺、辛基苯胺、壬基苯胺等C1-20烷基苯胺)以及N-烷基苯胺(例如N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺等N-C1-4烷基苯胺)。这些苯胺类可使用1种或将两种以上组合使用。
上式(7)的化合物与酚类或苯胺类的比例为例如前者/后者=1/1~1/3(摩尔比)左右、优选1/1~1/2.5(摩尔比)左右。
式(7)的化合物与酚类或苯胺类的反应可以在催化剂的存在下进行,也可以在无催化剂存在下进行。例如使用芳烷醚类作为式(7)的化合物的情况,可在催化剂存在下反应,使用芳烷卤化物类作为式(7)的化合物的情况,可在无催化剂存在下反应。催化剂可举出,例如二甲基硫酸、二乙基硫酸、氯化锡、氯化铝等弗里德尔-克拉夫茨催化剂。
此外前述反应可在溶剂存在或无溶剂存在下进行。反应温度例如为50~250℃左右、优选100~230℃左右。还有,使用芳烷卤化物类作为反应物的情况下,反应温度也可比上述温度低,例如也可为50~150℃左右、特别是70~130℃左右。
此外,前述反应中除了酚类和/或苯胺类外还可与下列组分并用,即醛类(除了前述漆用酚醛树脂项中例举的醛以外还有苯醛等)、羟基苯甲酸类(例如,p-羟基苯甲酸;p-羟基苯甲酸甲酯、p-羟基苯甲酸乙酯等p-羟基苯甲酸烷基酯等)、羟基苯类(二羟基苯、三羟基苯等)、萘酚类(例如1-萘酚、2-萘酚、1,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘、羟基萘甲酸、羟基萘甲酸烷基酯等)、双酚类(除了前述漆用酚醛树脂项中例举的双酚类以外还有双酚F、双酚S、双酚-砜等)、苯胺类、糠醛类、前述漆用酚醛树脂项中作为共聚合组分例举的烷基苯类、三嗪类(三聚氰胺、胍胺、苯胍胺)、脲类等共缩合组分。
此外,作为芳烷树脂还可使用至少一部分X代表的羟基或氨基被用选自前述漆用酚醛树脂项中例举的磷化合物、硼化合物以及环氧化合物(环氧氯丙烷等)的至少一种改性了的改性芳烷树脂(例如磷酸改性酚芳烷树脂、环氧改性酚芳烷树脂、磷酸改性苯胺芳烷树脂、硼酸改性酚芳烷树脂、硼酸改性苯胺芳烷树脂等)。芳烷树脂的羟基通常可改性为磷酸酯、硼酸酯或缩水甘油醚,氨基通常可改性为磷酸酰胺或硼酸酰胺。
这样得到的芳烷树脂的软化点为例如40~160℃左右、优选50~150℃左右、更优选55~140℃左右。
此外也可根据需要对芳烷树脂进行硬化或改性。硬化或改性通常可通过惯用的方法即利用聚胺(六甲撑四胺等)的甲撑交联、利用环氧化合物(多环环氧化物等)的环氧交联等进行。
还有,芳烷树脂还可根据需要进行橡胶改性。橡胶改性可由合成橡胶、聚烯烃(聚异丁烯、聚乙烯等)等橡胶进行化学改性。
(1-3)芳族乙烯基树脂
芳族乙烯基树脂例如可使用具有下式(8)所示结构单元的树脂,
(式中,R11表示氢原子或C1-3烷基、R12表示芳族环、s为1~3的整数)。
式(8)中优选的C1-3烷基可举出甲基。此外芳族环可举出,例如苯环、萘环等C6-20芳族环。此外,芳族环还可带有取代基(例如羟基;前述R7~R9项中例举的烷基;前述Y项中例举的烷氧基等)。
式(8)中羟基的氢原子也可用金属离子、甲硅烷基或烷基、烷酰基、苯酰基等有机基团(保护基)保护。
由这些衍生物得到的树脂具有例如下式(9)所示的结构单位,
(式中,R11与前述相同。R13为选自-OH、-OSi(R14)3以及-OM(M为金属阳离子、OR14以及OCOR14,R14为具有1~5个碳原子的烷基或芳基)的基团。还有,t为1~3的整数。)。
前式中M可以为一价碱金属阳离子(钠、锂、钾等)或二价碱土类金属阳离子(镁、钙等)或过渡金属阳离子的任一种。
前式的取代基R13可在正位、偏位或焦位的任一位置。除了取代基R13外、侧芳族环还可被C1-4的烷基取代。
芳族乙烯基系树脂包括对应前述结构单元(9)的具有羟基的芳族乙烯基单体的单独或共聚物、或与其他的共聚性单体的共聚物等。
芳族乙烯基单体包括,例如乙烯基酚、二羟基苯乙烯、羟基萘酚等含羟基的芳族乙烯基单体等。这些芳族乙烯基单体可单独或两种以上组合使用。
其他的共聚性单体可举出,例如(甲基)丙烯酸系单体[(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯等(甲基)丙烯酸C1-18烷基酯;(甲基)丙烯酸2-羟乙酯等含羟基单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等)、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈等]、苯乙烯系单体(例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基环己烷等)、聚合性多价羧酸(富马酸、马来酸等)、马来酸酐缩亚胺系单体(马来酸酐缩亚胺、N-烷基马来酸酐缩亚胺、N-苯基马来酸酐缩亚胺等)、二烯系单体(异戊二烯、1,3-丁二烯、1,4-己二烯、二环戊二烯等)、乙烯基系单体(例如、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯类;甲基乙烯基酮、甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类;乙烯基异丁基醚、乙烯基甲醚等乙烯基醚类;N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷、N-乙烯基咪唑等含氮乙烯基单体等)。这些共聚性单体可以使用一种或二种以上。
乙烯基单体和共聚性单体的比例例如为10/90~100/0(重量%)、优选30/70~100/0(重量%)、更优选50/50~100/0(重量%)左右。
优选的芳族乙烯基树脂为乙烯基酚单聚物(聚羟基苯乙烯)、特别是p-乙烯基酚单聚物。
芳族乙烯基系树脂的数均分子量没有特别的限制例如可在300~50×104、优选400~30×104、更优选500~5×104左右的范围选择。
(2)多芳基化合物系树脂
多芳基化合物系树脂可使用具有下式(10)表示的结构单元的化合物,
[-O-Ar-OC(O)-A1-C(O)-] (10)
(式中Ar表示芳族基、A1表示芳族、脂环族或脂族基)。
这样的多芳基化合物系树脂可以利用作为聚酯化反应的酯交换法(例如乙酸酯法、苯酯法等)、酰基氯法、直接法或加聚法等、使用熔融聚合法、溶液聚合法或界面聚合法等制造。
多芳基化合物系树脂可由芳香族多醇组分与多羧酸组分(芳香族多羧酸组分、脂肪族多羧酸组分、脂环式多羧酸组分等)反应而得到。多羧酸组分通常至少含有芳香族多羧酸组分。
芳香族多醇(单体)通常使用单环式芳香族二醇、多环式芳香族二醇等二醇、或它们的反应性衍生物[例如芳香族多醇的盐(钠盐、钾盐等)、芳香族多醇的酯(乙酸酯等)、经甲硅烷基保护的芳香族多醇(三甲基甲硅烷基化物等)等]。
单环式芳香族二醇可举出例如苯二醇(间二苯酚、对二苯酚、m-亚二甲苯基二甲醇、p-亚二甲苯基二甲醇等)、萘二醇等碳数6~20左右的芳族环二醇。
多环式芳香族二醇可举出二(羟基芳基)类(双酚类)、例如,4,4’-二羟基二苯、2,2’-二酚、前述漆用酚醛树脂项中例举的二羟基二芳基链烷烃类以及双酚F等二(羟基芳基)C1-6链烷烃等;二(羟基芳基)环烷烃[例如,二(羟基苯基)环己烷等二(羟基芳基)C3-12环烷烃等];二(羟基芳基)羧酸[例如,二-4,4-(羟苯基)丁酸等二(羟基芳基)C2-6羧酸等]等。此外,其他的多环式芳香族二醇还包括具有二(羟基芳基)骨架的化合物、例如前述漆用酚醛树脂项中例举的二(羟苯基)醚、二(羟苯基)酮、二(羟苯基)亚砜,此外还有二(羟苯基)硫醚、二(C1-4烷基取代羟苯基)链烷烃[例如二(3-甲基-4-羟苯基)甲烷、二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、二(3,5-二甲基-4-羟苯基)甲烷、二(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷等]、萜烃二酚类(例如1,4-二(C1-4烷基取代羟苯基)-p-萜烷等)等。
这些芳香族多醇可使用一种或两种以上组合使用。
优选芳香族多醇包括双酚类、例如二(羟基芳基)C1-6链烷烃、(例如双酚A、双酚F、双酚AD等)等。
此外前述芳香族多醇也可与脂肪族或脂环式多醇并用。脂肪族多醇可举出前述聚酯系树脂项中例举的脂肪族烷撑二醇等C2-10脂肪族多醇。此外前述脂肪族多醇还包括1,4-环己二甲醇等具有C3-10脂族环的脂肪族多醇。脂环式多醇可举出环己二醇等C3-10脂环式多醇。
芳香族多羧酸可举出例如单环式芳香族二羧酸、多环式芳香族二羧酸等二羧酸、或它们的反应性衍生物[例如芳香族多羧酸酰卤(芳香族多羧酸酰氯等)、芳香族多羧酸酯(烷基酯、芳基酯等)、芳香族多羧酸酸酐等]。
单环式芳族环二羧酸包括邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸等苯二羧酸、萘二羧酸等碳数8~20左右的芳基二羧酸。此外在前述的苯二羧酸和萘二羧酸(特别是苯二羧酸)上也可取代1或2个C1-4烷基。
多环式芳香族二羧酸可举出二(芳基羧酸)类、例如二苯基二羧酸、二(羧基苯基)甲烷等二(羧基芳基)C1-4链烷烃;二(羧基苯基)环己烷等二(羧基芳基)C3-12环烷烃;二(羧基苯基)酮等二(羧基芳基)酮;二(羧基苯基)亚砜等二(羧基芳基)亚砜;二(羧基苯基)醚等二(羧基芳基)醚;二(羧基苯基)硫醚等二(羧基芳基)硫醚等。
优选的芳香族多酸组分包括单环式芳香族二羧酸(特别是邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等苯二羧酸)、二(羧基芳基)C1-6链烷烃等。
脂肪族多羧酸(单体)可举出前述聚酯系树脂项中例举的脂肪族二羧酸,此外还有乙二酸、丙二酸等C2-20脂肪族二羧酸,还可是二羧基甲基环己烷等具有C3-10脂肪族环的二羧酸。脂环式多羧酸包括环己烷-1,4-二羧酸、环己烷-1,3-二羧酸等C3-20脂环式二羧酸。
优选的多芳基化合物系树脂可举出以双酚类为芳香族多醇的多芳基化合物树脂、例如双酚类(双酚A、双酚AD、双酚F等)与苯二羧酸(间苯二甲酸、对苯二甲酸等)形成的聚酯、双酚类与二(芳基羧酸)类[例如二(羧基苯基)甲烷、二(羧基苯基)乙烷、二(羧基苯基)丙烷等二(羧基芳基)C1-4烷基]形成的聚酯等。这些多芳基化合物系树脂可单独或将两种以上组合使用。
此外多芳基化合物系树脂除了使用芳香族二醇和芳香族二羧酸外还可根据需要并用芳香族三醇、芳香族四醇[例如1,1,2,2-四(羟苯基)乙烷等]、芳香族三羧酸、芳香族四羧酸等。
此外,多芳基化合物系树脂的端基也可用醇类、羧酸类等(特别是一价醇类、一价羧酸类等)封闭(结合)。封闭多芳基化合物系树脂端基的一价醇类包括例如一价芳基醇类(可由C1-10烷基和/或C6-10芳基取代的一价酚类、例如酚、在邻、间、对位具有1~2个甲基等C1 -4烷基的烷基酚;在邻、间、对位具有苯基、苯甲基、异丙苯基等的芳基酚等)、一价烷基醇类(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、十八烷醇等C1-20烷基一醇类)一价的芳烷基醇类(苯甲醇、苯乙醇等C7-20芳烷基一醇类)等。
封闭(结合)多芳基化合物系树脂端基的一价羧酸类包括一价脂肪族羧酸(乙酸、丙酸、辛酸等C1-20脂肪族一羧酸)、一价脂环式羧酸(环己烷羧酸等C4-20脂环式一羧酸)、一价芳香族羧酸(苯甲酸、苯乙酸、邻、间、对-tert-丁基苯甲酸、p-甲氧基苯基乙酸等C7- 20芳香族一羧酸)等。此外,前述羧酸类也可为苯乙酸等经芳香基取代的一价脂肪族羧酸(特别是经C6-20芳族基取代的C1-10脂肪族一羧酸)。
此外多芳基化合物系树脂还可与多芳基化合物系树脂以外的树脂、例如聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯等构成聚合合金。前述聚合合金不仅包括单纯混合物还包括经酯交换反应的聚合合金或含相容性试剂的聚合合金。
多芳基化合物系树脂的数均分子量例如为300~30×104左右、优选500~10×104左右、更优选500~5×104左右。
(3)芳香族环氧树脂
芳香族环氧树脂包括醚系环氧树脂(例如双酚型环氧树脂、线型酚醛清漆型环氧树脂等)、使用了芳香族胺组分的胺系环氧树脂等。
构成双酚型环氧树脂的双酚与前述二(羟基芳基)类相同。优选的双酚型环氧树脂可举出二(羟基芳基)C1-6链烷烃、特别是双酚A、双酚AD、双酚F等的缩水甘油醚等。此外双酚型环氧树脂还包括分子量大的前述双酚缩水甘油醚(即苯氧树脂)。
构成线型酚醛清漆型环氧树脂的漆用酚醛树脂可举出烷基(例如C1-20烷基、优选甲基、乙基等C1-4烷基)可在芳香族环上取代的漆用酚醛树脂(例如酚-漆用酚醛树脂、甲酚-漆用酚醛树脂等)。优选的线型酚醛清漆型环氧树脂包括C1-2烷基可取代的漆用酚醛树脂的缩水甘油醚。
构成胺系环氧树脂的芳香族胺组分可举出单环式芳香族胺(芳胺、甲苯胺等)、单环式芳香族二胺(二氨基苯、苯二甲基二胺等)、单环式芳香族氨基醇(氨基羟基苯)、多环式芳香族性二胺(二氨基二苯基甲烷等)、多环式芳香族性胺等。
环氧树脂的数均分子量例如为200~50,000左右、优选300~10,000左右、更优选400~6,000左右(例如400~5,000左右)。此外苯氧树脂的数均分子量例如为500~50,000左右、优选1,000~40,000左右、更优选3,000~35,000左右。
环氧树脂也可使用胺系固化剂(例如乙二胺等脂肪胺、间苯二胺、苯二甲基二胺等芳香族胺等)、聚氨基酰胺系固化剂、酸和酸酐系固化剂等固化剂进行固化。
这些树脂组分可单独或两种以上组合使用。
(4)聚碳酸酯系树脂
聚碳酸酯系树脂包括由二羟基化合物与光气或碳酸二苯酯等碳酸酯反应得到的聚合物。二羟基化合物也包括脂环族化合物(前述聚酯系树脂项中例举的脂环族二醇等)、双酚化合物等。二羟基化合物以及碳酸酯之中至少有一方是芳香族化合物。
双酚化合物包括,前述漆用酚醛树脂项中例举的双酚类(特别是二(羟基芳基)C1-6链烷烃、二(羟基芳基)C4-10环烷烃、4,4’-二羟基二苯基醚;4,4’-二羟基二苯基砜;4,4’-二羟基二苯基硫醚;4,4’-二羟基二苯基酮等)。
前述树脂状阻燃助剂可单独使用或将两种以上组合使用。
优选的阻燃助剂可举出,在主链或侧链上具有带羟基和/或氨基的芳香环的树脂、双酚系树脂(多芳基化合物系树脂、环氧树脂(或苯氧树脂)、聚碳酸酯系树脂等)等。
相对于100重量份的热塑性树脂,树脂状阻燃助剂的含量例如为1~30重量份、优选3~25重量份、更优选5~20重量份左右的范围。
[含氮阻燃助剂(D2)]
作为含氮阻燃助剂包括,(a)含氮环状化合物与硫酸、硼酸、非缩合磷酸、有机磷酸或具有羟基的杂环化合物形成的盐、(b)多磷酸酰胺、(c)环状脲类等。
(a)含氮环状化合物的盐
作为含氮环状化合物,可以使用与前述(B3)同样的化合物。
(a-1)含氮环状化合物的硫酸盐
作为硫酸可举出过一硫酸、硫酸、亚硫酸等非缩合硫酸、过二硫酸、焦硫酸等缩合硫酸等。
作为含氮环状化合物的硫酸盐可举出,带有氨基的三嗪化合物的硫酸盐,例如非缩合硫酸盐[硫酸三聚氰胺类(硫酸三聚氰胺、硫酸双三聚氰胺、硫酸脒基三聚氰胺等)、对应硫酸三聚氰胺的亚硫酸三聚氰胺等非缩合硫酸三聚氰胺类;对应前述非缩合硫酸三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、蜜弄盐、胍胺盐等)]、缩合硫酸盐[焦硫酸三聚氰胺类(焦硫酸三聚氰胺、焦硫酸双三聚氰胺等)、对应焦硫酸三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、蜜弄盐、胍胺盐等]等。此外,还可以使用对应前述三嗪盐的***盐。
此外,硫酸三聚氰胺可以由例如特开平8-231517号公报记载的方法等制得。焦硫酸二蜜白胺可以由例如A.C.S.Symposium Series No.425“Fire and Polymers”、第15章、211~238页(American ChemicalSociety,Washington D.C.,1990)、特开平10-306082号公报所记载的方法等制得。
含氮环状化合物与硫酸的比例没有特别的限制,例如前者/后者(摩尔比)=1/5~5/1、优选1/2~4/1、更优选1/1~2/1左右。
(a-2)含氮环状化合物的硼酸盐
作为硼酸可使用正硼酸、偏硼酸等非缩合硼酸、四硼酸、硼酐等缩合硼酸等。
含氮环状化合物的硼酸盐可举出,带氨基的三嗪化合物的硼酸盐,例如非缩合硼酸盐[正硼酸三聚氰胺盐(正硼酸一至三三聚氰胺等正硼酸三聚氰胺盐)、对应前述三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、蜜弄盐、胍胺盐等正硼酸盐;对应前述正硼酸盐的偏硼酸盐]、多硼酸盐[缩合硼酸三聚氰胺盐(硼酐三聚氰胺、四硼酸三聚氰胺等)、对应前述三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、蜜弄盐、胍胺盐]等。三聚氰胺的硼酸盐可以由例如特开昭54-47750号公报、特开平11-79720号公报所记载的方法等制得。
含氮环状化合物与硼酸的比例没有特别的限制,例如前者/后者(摩尔比)=1/5~5/1、优选1/2~4/1、更优选1/1~2/1左右。
(a-3)含氮环状化合物的非缩合磷酸盐
作为非缩合磷酸可以使用过磷酸、正磷酸、偏磷酸、亚磷酸(膦酸)、次亚磷酸(次膦酸)等。
非缩合磷酸盐包括三嗪盐(正磷酸三聚氰胺、膦酸三聚氰胺等非缩合磷酸的三聚氰胺盐;对应前述三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、蜜弄盐、胍胺盐等)。此外也可使用对应前述三嗪盐的***盐等。
含氮环状化合物与非缩合磷酸的比例没有特别的限制,例如前者/后者(摩尔比)=1/5~5/1、优选1/2~4/1、更优选1/1~2/1左右。
(a-4)含氮环状化合物的有机磷酸盐
作为有机磷酸可举出前述非缩合磷酸盐(a-3)项中例举的非缩合磷酸(磷酸(正硼酸等)、膦酸等)的部分酯、以及用有机基团取代了的膦酸、次膦酸等。前述部分酯具有至少一个可与含氮环状化合物的氨基成盐的部位。
磷酸酯(有机正磷酸)包括醇类(一元或多元醇、一元或多元酚类)的磷酸一至三酯。前述醇类包括前述多芳基化合物系树脂项中例举的一元醇类(特别是C1-10脂肪族一醇);除了前述聚酯系树脂项中例举的脂肪族多醇以外,还有甘油、季戊四醇等C1-10脂肪族多醇;氮川三甲醇等具有杂原子的C2-10脂肪族多醇;环戊醇、环己醇等C5-8脂环族一醇(优选C5-6环烷醇);环己烷二醇等C5-8脂环族二醇(优选C5-6环烷烃二醇);苯甲醇、苯乙醇等一元C7-20芳烷基醇;除了前述漆用酚醛树脂项中例举的酚类以外,三甲基酚、萘酚、羟基二苯等一元酚类;苯二醇、萘二醇、二酚等的多元酚类。
作为这样的磷酸酯包括,磷酸甲酯、磷酸二乙酯等一或二C1-10烷基磷酸酯;乙二醇一磷酸酯、季戊四醇二磷酸酯等C2-10脂肪族多元醇的一至四磷酸酯;一苯基磷酸酯、一甲苯基磷酸酯、单二甲苯基磷酸酯、单三甲基苯基磷酸酯、二苯基磷酸酯、二苯甲基磷酸酯、双三甲基苯基磷酸酯等可具有取代基(C1-4烷基等)的一元酚类的磷酸酯(例如也可具有C1-4烷基的一或二C6-14芳基磷酸酯);苯撑二磷酸酯等的也可带取代基(C1-4烷基等)的多元酚类的一或二磷酸酯(例如也可带C1-4烷基的C6-14芳撑基一或二磷酸酯)等]、烷基-芳基磷酸酯[甲基苯基磷酸酯等C1-10烷基C6-14芳基磷酸酯(优选C1-6烷基C6-10芳基磷酸酯)等]等。
有机膦酸包括对应前述磷酸酯的膦酸一酯、与膦酸的磷原子直接结合的氢原子被有机基团(脂肪族烃基、脂环族烃基、芳香族烃基等有机基团)取代的有机膦酸、前述醇类的有机膦酸一酯等。
前述有机膦酸包括脂肪族膦酸[甲基膦酸、乙基膦酸、丙基膦酸、丁基膦酸等烷基膦酸;1-羟基(1,1)亚乙基-1-膦酸1-羟基(1,1)亚乙基-1,1-二膦酸等脂肪族二醇的一或二膦酸酯;膦酰乙酸、3-膦酰丙酸等膦酰C1-10脂肪族羧酸或其羧酸酯(膦酰乙酸乙酯、3-膦酰丙酸乙酯等膦酰羧酸的C1-4烷基酯类等)等的膦酰羧酸类;乙撑二膦酸等C1-10烷撑基二膦酸;氮川三(甲撑膦酸)等具有杂原子的被脂肪族多价基团取代的膦酸等]、芳香族膦酸[苯基膦酸、甲苯基膦酸等C6-10芳基膦酸;膦酰苯甲酸等膦酰C7-15芳香族羧酸或其羧酸酯(膦酰苯甲酸乙酯等膦酰芳香族羧酸的羧酸酯类等);苯撑基二膦酸等的可具有取代基(C1-4烷基等)的被芳香族多价基团取代了的膦酸等]等。此外前述有机膦酸也可以是与聚合物结合了的膦酸(聚乙烯基膦酸、聚亚乙烯基膦酸等)。
有机膦酸一酯包括前述有机膦酸与在前述磷酸酯项中例举的醇类形成的一酯,例如甲基膦酸一甲基酯等C1-6烷基膦酸一C1-6烷基酯;膦酰羧酸的二酯(乙氧基羰基甲基膦酸一乙酯、乙氧基羰基乙基膦酸一乙酯等C2-6烷氧基羰基C1-6烷基膦酸一C1-6烷基酯等);甲基膦酸一苯基酯等C1-6烷基膦酸一C6-10芳基酯等;苯基膦酸一甲酯等C6-10芳基膦酸C1-6烷基酯;苯基膦酸一苯基酯等C6-10芳基膦酸一C6-10芳基酯等。
有机次膦酸包括次膦酸的膦原子上结合了有机基团(脂肪族烃基、脂环族烃基、芳香烃基等烃基)的有机次膦酸。这些有机次膦酸可以举出,对应前述取代膦酸的取代次膦酸,例如甲基乙基次膦酸、二乙基次膦酸等一或二C1-6烷基次膦酸;甲基苯基次膦酸等C1-6烷基C6-10芳基次膦酸;磷酸亚基羧酸[磷酸亚基二乙酸等磷酸亚基二C1-6脂肪族羧酸;3-(甲基磷酸亚基)丙酸等C1-6烷基磷酸亚基-一C1-6脂肪族羧酸、3-(苯基磷酸亚基)丙酸等C6-10芳基磷酸亚基-一C1-6脂肪族羧酸、这些磷酸亚基羧酸的羧酸酯等;苯基次膦酸等C6-10芳基次膦酸;磷酸亚基一或二C6-10芳基羧酸或其羧酸酯;羟基次膦酸氧化物(1-羟基二氢膦氧化物、1-羟基正膦氧化物等)等。
此外,前述膦酸酯也可以是环状膦酸酯(9,10-二氢-10-羟基-10-氧代-9-氧杂-10-膦杂菲等)。
前述有机磷酸盐可以以一部分或全部的可形成盐部位与含氮环状化合物形成盐,也可以使用任一盐。这样的有机磷酸盐可举出,含氨基的三嗪化合物的盐,例如有机磷酸酯的三聚氰胺盐(季戊四醇二膦酸酯·三聚氰胺、季戊四醇二膦酸酯·二三聚氰胺等)、C1-6烷基取代膦酸的三聚氰胺盐、C1-6脂肪族二醇的一或二膦酸酯的三聚氰胺盐(1-羟(1,1)亚乙基-1,1-二膦酸·二三聚氰胺、1-羟(1,1)亚乙基-1,1-二膦酸·四三聚氰胺等)、带杂原子的脂肪族多价基团取代了的膦酸的三聚氰胺盐[氮川三(甲撑膦酸)·四三聚氰胺盐、氮川三(甲撑膦酸)·六三聚氰胺盐等]以及C6-10芳基膦酸·三聚氰胺(苯基膦酸·三聚氰胺、苯基膦酸·二三聚氰胺等)、磷酸亚基羧酸·三聚氰胺盐(3-(苯基磷酸亚基)丙酸·三聚氰胺、3-(苯基磷酸亚基)丙酸·二三聚氰胺等芳基磷酸亚基羧酸·三聚氰胺盐);对应前述三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、蜜弄盐、胍胺盐;以及季戊四醇二膦酸酯·三聚氰胺·蜜勒胺等对应前述三聚氰胺盐的复盐等。此外,也可使用对应前述三嗪化合物盐的***盐。这些有机磷酸盐可以单独或将两种以上组合使用。
这些含氮环状化合物(特别是带氨基的三嗪化合物)的有机磷酸盐的制备方法没有特别的限制,例如可以通过将含有前述含氮环状化合物和有机磷酸的溶液或分散液(水-丙酮混合系、水-乙醇混合系等的水溶液或悬浊液等)在适当的温度(例如50~100℃左右)搅拌、混合,将生成的沉淀物分离、干燥的方法等制得。
含氮环状化合物与有机磷酸的比例没有特别的限制,例如前者/后者(摩尔比)=1/5~5/1、优选1/2~4/1、更优选1/1~2/1左右。
(a-5)含氮环状化合物与带羟基的杂环化合物的盐
带羟基的杂环化合物包括由至少一个羟基和以至少一个氮原子为环的杂原子的杂环构成的化合物。前述杂环可例举对应前述含氮环状化合物的杂环。优选的含氮环与前述含氮化合物相同,为以多个氮原子为环的构成原子的5或6元不饱和含氮环、特别是三嗪等。
三嗪化合物可例举对应前述含氮环状化合物的三嗪化合物,羟基也可以在2-位、3-位、4-位、5-位、2,4-位、3,5-位、4,5-位、2,4,6-位、4,5,6-位等的适当位置取代。优选的合羟基三嗪化合物为含羟基1,3,5-三嗪类、特别是三聚氰酸、异三聚氰酸、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺等三聚氰酸或其衍生物等。
含氮环状化合物与带羟基的杂环化合物的盐包括,三嗪类与三聚氰酸或其衍生物的盐,例如三聚氰酸三聚氰胺盐等三聚氰酸的三聚氰胺盐;对应三聚氰胺盐的蜜白胺盐、蜜勒胺盐、胍胺盐(例如三聚氰酸胍胺盐、三聚氰酸乙酰胍胺盐、三聚氰酸苯胍胺盐等)等。
这些盐可以单独或两种以上组合使用。
含氮环状化合物与带羟基的含氮环状化合物的比例没有特别的限制,例如前者/后者(摩尔比)=1/2~3/1、优选1/1~2/1左右。
(b)多磷酸酰胺
多磷酸酰胺可举出含酰胺态氮的高分子化合物,此高分子化合物由如下方法得到,即将前述非缩合磷酸盐(a-3)项中例举的非缩合磷酸、前述多磷酸盐(B3)项中例举的缩合磷酸等磷酸类与具有
-N=C=N-或-N=C(-N<)2所示单元的化合物(氨腈衍生物等)在作为结合剂的脲和/或磷酸脲的存在下、烧成、缩合得到。前述磷酸可以使用非缩合磷酸(正磷酸、偏磷酸等)、多磷酸、磷酸的部分酯(多磷酸铵、磷酸脲等)等,前述的氨腈衍生物可使用三聚氰胺等的三嗪类(特别是1,3,5-三嗪类)、氰基胍、胍、脒基脲等各种脒化合物等。多磷酸酰胺可以单独或将二种以上组合使用。多磷酸酰胺例如可以参考特开平7-138463号公报。这样的多磷酸酰胺可以由特公昭51-39271号公报和特公昭53-2170号公报等记载的方法等制得。由多磷酸铵和三聚氰胺的缩合反应得到的多磷酸酰胺可以使用商品名“スミセ-フPM”(住友化学工业(公司)制造)的商品等。
(c)环状脲类
环状脲类只要以至少一个脲单元为环的构成单元即可、没有特别的限制,可以任意为单环化合物、与芳香烃环的缩合环、交联环等。环状脲类可举出环状一酰脲、环状二酰脲等。此外,环状脲类还包括对应前述环状脲的环状硫脲类等。
环状一酰脲可例举,烷撑脲[甲撑脲、乙撑脲、亚丁烯基脲(CDU)等C1-10烷撑脲(优选C1-6烷撑脲)等]、烯撑脲(乙烯撑脲、胞嘧啶等C2-10烯撑脲等)、炔撑脲[C2-10炔撑脲(优选C2-6炔撑脲)等]、芳撑脲(3-亚氨靛红等)、二羧酸的酰脲(乙二酰脲、二甲基乙二酰脲、丙二酰脲、5,5-二乙基丙二酰脲、硝基丙二酰脲、径尿酸、阿脲酸、双阿脲、异三聚氰酸、尿咪、红紫酸等)β-醛酸的酰脲(尿嘧啶、5-甲基尿嘧啶(胸腺嘧啶)、二氢嘧啶、尿唑、苯酰撑脲等)、α-醇酸的酰脲(乙内酰脲、5,5-二甲基乙内酰脲、1,1-甲撑二(5,5-二甲基乙内酰脲)、尿囊素等乙内酰脲类等)、或它们的衍生物等。
环状二酰脲可例举,例如尿酸、3-甲基尿酸、脲基丙二酰撑脲、乙炔二脲(甘脲)、α-醇酸的二酰脲[1,1-甲撑二(5,5-二甲基乙内酰脲)、尿囊素等];p-环二脲等二脲、二羧酸的二酰脲(双阿脲、红紫酸等)、或它们的衍生物。
环状硫脲类可例举乙撑硫脲、硫丙二酰脲、二硫尿唑、硫乙内酰脲、二硫乙内酰脲等。
此外,前述带羟基含氮杂环化合物项中例举的化合物中,也可使用以脲的烯醇体为构成单元的化合物(即互变异构体具有脲单元的化合物,例如三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺等)等。这些脲化合物可单独或两种以上组合使用。
[无机阻燃助剂(D3)]
作为无机阻燃助剂(或阻燃剂)可举出无机酸的金属盐、红磷等。
(1)无机酸的金属盐
作为构成盐的无机酸,可使用含氧酸[例如硝酸、氯酸(高氯酸、氯酸、亚氯酸、次氯酸等)、磷酸、硫酸、硼酸、铬酸、锑酸、钼酸、钨酸等]、卤酸(盐酸等)、碳酸等。此外,前述磷酸、硫酸和硼酸可为非缩合型和缩合型的任一型,也可使用前述多磷酸盐(B3)或含氮阻燃助剂(D2)项中例举的磷酸、硫酸、硼酸。
优选的无机酸是磷酸、硼酸。
与无机酸成盐的金属包括碱金属(钾、钠等);碱土类金属(镁、钙、钡等);过渡金属(钪等第3A族金属;钛等第4A族金属;钒等第5A族金属;铬、钼、钨等第6A族金属;锰等第7A族金属;铁、钴、镍、钯等第8族金属;以及铜、银等第1B族金属)、第2B族金属(锌、镉、汞等)、第3B族金属(铝等)、第4B族金属(锡、铅等)、第5B族金属(锑、铋等)等。这些金属可使用一种或将两种以上组合使用。
(1-1)磷酸金属盐
磷酸包括非缩合磷酸、缩合磷酸(多磷酸)等,特别优选非缩合磷酸。
金属优选多价金属例如碱土类金属、过渡金属、周期表2B~3B族金属、特别优选碱土类金属。
作为磷酸金属盐可举出前述磷酸与多价金属的盐,此外还有对应这些多价金属磷酸盐的磷酸氢盐,前述金属盐还可与配体(例如羟基、卤素)配位。
作为磷酸的金属盐也可以使用例如焦磷酸盐(Ca2P2O7等)、聚偏磷酸盐(Ca3(P3O9)2等)、无水磷酸盐类(Ca2(P4O12)、Ca5(P3O10)2等),除此以外,还有Ca5(PO4)3(OH)、Ca5(PO4)3(F,Cl)等的缩合磷酸盐,优选使用磷酸氢盐。
作为这样的磷酸氢盐为,例如正磷酸氢镁(磷酸氢镁、磷酸二氢镁等)、正磷酸氢钙(磷酸二氢钙、磷酸一氢钙等)等碱土类金属磷酸氢盐;磷酸氢锰(磷酸氢锰(III)等)、磷酸氢铁(Fe(H2PO4)3等)等过渡金属磷酸氢盐;磷酸氢锌、磷酸氢镉等的周期表第2B族金属的磷酸氢盐;磷酸氢铝等周期表第3B族金属的磷酸氢盐;磷酸氢锡等周期表第4B族金属的磷酸氢盐等非缩合磷酸氢盐等。其中,优选实质上无水的磷酸氢金属盐、特别是碱土类金属磷酸氢盐(磷酸二氢镁、磷酸二氢钙、磷酸一氢钙(CaHPO4)等)。
(1-2)硼酸的金属盐
作为硼酸优选正硼酸、偏硼酸等非缩合硼酸;焦硼酸、四硼酸、五硼酸以及八硼酸等的缩合硼酸、以及碱性硼酸等。
作为金属可以也使用碱金属等,优选碱土金属、过渡金属、周期表2B族金属的多价金属。
硼酸金属盐通常为含水盐,可举出例如非缩合硼酸盐[正硼酸钙、偏硼酸钙等碱土类金属非缩合硼酸盐;正硼酸锰、偏硼酸铜等过渡金属非缩合硼酸盐;偏硼酸锌、偏硼酸镉等周期表第2B族金属的非缩合硼酸盐(特别是偏硼酸盐)等]、缩合硼酸盐(四硼酸三镁、焦硼酸钙等碱土类金属缩合硼酸盐;四硼酸锰、二硼酸镍等过渡金属缩合酸盐;四硼酸锌、四硼酸镉等周期表第2B族金属的缩合硼酸盐);碱性硼酸盐(碱性硼酸锌、碱性硼酸镉等周期表第2B族金属的碱性硼酸盐等)等。此外,也可使用对应这些硼酸盐的硼酸氢盐(例如正硼酸氢锰等)等。特别是周期表第2B族金属硼酸盐(非缩合或缩合硼酸盐)、特别优选硼酸锌类。
作为磷酸以及硼酸以外的无机酸(含氧酸等)的金属盐,可以使用对应前述磷酸金属盐和硼酸金属盐的各种金属盐。
(2)红磷
红磷优选使用进行了稳定化处理的红磷(稳定化红磷)。特别是,优选使用不进行红磷的粉碎、在红磷表面不形成与水和氧的反应性高的破碎面地进行微粒化所得到的红磷,进一步优选在红磷表面经树脂(例如热固性树脂、热塑性树脂)、金属、金属化合物(例如金属氢氧化物、金属氧化物等)等单独或两种以上组合进行被覆的红磷。
热固性树脂可以举出酚醛树脂、三聚氰胺系树脂、脲系树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅系树脂等,热塑性树脂可以举出聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、丙烯酸系树脂、烯烃系树脂等。金属氢氧化物可以举出氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锌、氢氧化钛等,金属氧化物可以举出氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛、氧化锆、氧化铜、氧化铁、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化锡等。
此外,用金属被覆红磷表面而稳定化的方法可以举出,通过非电解镀膜法用金属(铁、镍、铜、铝、锌、锰、锡、钛、锆等)或它们的合金进行被覆的方法。其他的被覆红磷表面的方法还有,用金属盐(铝、镁、锌、钛、铜、银、铁、镍等的盐)的溶液处理红磷,在红磷表面形成金属磷化合物而稳定化的方法。
特别是,使用经如下处理的红磷,即,使用在红磷表面不形成破碎面地对红磷进行微粒化的方法、将金属组分(金属氢氧化物或金属氧化物)的被膜和树脂被膜组合起来进行多层被覆处理,特别优选在用金属组分被膜被覆后用树脂被覆进行多重被覆处理。这些稳定化的红磷的耐热稳定性、耐水解性优异,因水分存在下或高温下的分解反应所生成的膦明显地少,从制造本发明的树脂组合物以及制造成型体时的安全方面考虑优选使用这种红磷。
这些稳定化的红磷的配制可以参考特开2000-169120号公报、特开平5-229806号公报、特开平3-259956号公报、特开平2-209991号公报、特开平1-150309号公报、特开昭63-110254号公报、特开昭62-21704号公报、特开昭52-125489公报、EP296501A1号公报、EP249723A2号公报等。
红磷通常可以将稳定化红磷在粉粒状下使用。稳定化红磷的粒径例如为0.01~100μm、优选0.1~70μm、更优选0.1~50μm左右。
这些无机系阻燃助剂可以单独或将两种以上组合使用。无机系阻燃助剂(特别是无机酸的金属盐)的含量相对于热塑性树脂100重量份可以从例如0.5~30重量份、优选2~20重量份、更优选3~15重量份左右的范围选择。
此外,为了进一步赋予阻燃性,本发明的阻燃树脂组合物还可含有其他阻燃助剂,例如胺类、含硫阻燃助剂、含硅阻燃助剂、醇系阻燃助剂、金属氧化物、金属氢氧化物、金属锡酸盐(例如锡酸锌等)、膨胀性石墨等。
作为胺类可举出,例如脲类、胍类、三嗪系化合物(例如、三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺、蜜弄、三聚氰胺二酰胺、三聚氰胺甲醛树脂、胍胺、乙酰胍胺、苯胍胺等)等。
作为含硫阻燃助剂除了硫酸酯以外还可举出,有机磺酸(例如链烷烃磺酸、全氟链烷烃磺酸等)、氨基磺酸、有机氨基磺酸以及它们的盐(例如碱(土类)金属盐、三聚氰胺盐、蜜白胺盐等)、酯、酰胺等。
含硅阻燃助剂包括(聚)有机硅氧烷。(聚)有机硅氧烷包括,二烷基硅氧烷(例如二甲基硅氧烷等)、烷基芳基硅氧烷(苯基甲基硅氧烷等)、二芳基硅氧烷等单有机硅氧烷及其单聚物(例如聚二甲基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷等)或共聚物等。此外,(聚)有机硅氧烷还可使用分子端基或主链上带有环氧基、羟基、羧基、氨基、醚基等取代基的改性(聚)有机硅氧烷(例如改性硅酮等)等。
醇系阻燃剂可举出多元醇(季戊四醇、二季戊四醇)、低聚物的多元醇、经酯化的多元醇、经取代的多元醇、糖类(单糖类、多糖类等)等。
金属氧化物可举出例如,氧化钼、氧化钨、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铜、氧化锌、氧化铝、氧化镍、氧化铁、氧化锰、三氧化锑、四氧化锑、五氧化锑等。
金属氢氧化物可举出氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锡、氢氧化锆。
这些其他的阻燃助剂可一种或两种以上组合使用。
其他阻燃助剂的含量例如相对于100重量份的热塑性树脂可由0.01~50重量份左右、优选0.05~30重量份左右、特别是0.1~20重量份左右的范围选择。
[苯乙烯系树脂]
本发明的树脂组合物还可进一步含有苯乙烯系树脂。作为苯乙烯系树脂可以举出,例如苯乙烯系单体(例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯等)单独或共聚物;苯乙烯系单体和乙烯基单体(例如丙烯腈等不饱和腈、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、马来酸酐等α,β-单烯烃性不饱和羧酸或酸酐或它们的酯等)的共聚物;苯乙烯系接枝共聚物、苯乙烯系嵌段共聚物等。
优选的苯乙烯系树脂包括,聚苯乙烯(GPPS)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS树脂)、在橡胶组分中聚合了苯乙烯系单体的耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)、聚苯乙烯系接枝或嵌段共聚物等。作为聚苯乙烯系接枝共聚物可以举出,在橡胶组分中至少接枝聚合了苯乙烯系单体和共聚性单体的共聚物(例如在聚丁二烯中接枝聚合了苯乙烯和丙烯腈的ABS树脂、在丙烯酸类橡胶中接枝聚合了苯乙烯和丙烯腈的AAS树脂、在氯化聚乙烯中接枝聚合了苯乙烯和丙烯腈的ACS树脂、在乙烯-乙酸乙烯共聚物中接枝聚合了苯乙烯和丙烯腈的聚合物、在乙烯-丙烯橡胶中接枝聚合了苯乙烯和丙烯腈的聚合物、在聚丁二烯中接枝聚合了苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的MBS树脂、在苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶中接枝聚合了苯乙烯和丙烯腈的树脂等。作为嵌段共聚物可以举出,由聚苯乙烯嵌段和二烯或烯烃嵌段构成的共聚物(例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物)等。
苯乙烯系树脂的数均分子量没有特别的限制,例如可以选择5×103~200×104、优选1×104~150×104、进一步优选1×104~100×104左右。
这些苯乙烯系树脂可以单独使用或将两种以上组合使用。苯乙烯系树脂的含量相对于100重量份热塑性树脂(例如,聚酯系树脂)可由1~30重量份、优选5~20重量份、更优选7~15重量份左右。
此外本发明的阻燃性树脂组合物,为了长期稳定地维持耐热性,还可含有防氧化剂或稳定剂。防氧化剂或稳定剂包括例如酚系(受阻酚类等)、胺系(受阻胺类等)、磷系、硫系、对苯二酚系、喹啉系防氧化剂(或稳定剂)等。
酚系防氧化剂优选,受阻酚类,例如1,6-己二醇-二[3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基)丙酸酯]等C2-10烷撑二醇-二[3-(3,5-二-支化C3-6烷基-4-羟苯基)丙酸酯];例如三甘醇-二[3-(3-t-丁基-5-甲基-4-羟苯基)丙酸酯]等二或三氧C2-4烷撑基二醇-二[3-(3,5-二-支化C3-6烷基-4-羟苯基)丙酸酯];例如甘油三[3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基)丙酸酯]等C3-8烷撑三醇-双[3-(3,5-二-支化C3-6烷基-4-羟苯基)丙酸酯];例如季戊四醇四[3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基)丙酸酯]等C4-8烷撑四醇四[3-(3,5-二-支化C3-6烷基-4-羟苯基)丙酸酯等。
胺系防氧化剂包括受阻胺类、例如三或四C1-3烷基哌啶或其衍生物(甲氧基、苯酰氧、苯氧基等可在4-位取代的2,2,6,6-四甲基哌啶等)、双(三、四或五C1-3烷基哌啶)C2-20烷撑二羧酸酯[例如二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)乙二酸酯、对应乙二酸酯的丙二酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、对苯二甲酸酯等;二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯]、1,2-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶氧)乙烷、苯基萘甲基胺、N,N’-二苯基-1,4-苯二胺、N-苯基-N’-环己基-1,4-苯二胺等。
磷系稳定剂(或防氧化剂)包括,例如三异癸基亚磷酸酯、三壬基苯基亚磷酸酯、二苯基异癸基亚磷酸酯、苯基二异癸基亚磷酸酯、2,2-甲撑二(4,6-二-t-丁基苯基)辛基亚磷酸酯、4,4’-丁叉二(3-甲基-6-t-丁基苯基)双十三基亚磷酸酯、三(支化C3-6烷基苯基)亚磷酸酯[例如三(2,4-二-t-丁基苯基)亚磷酸酯、三(2-t-丁基-4-甲苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-t-戊基苯基)酯等]、双或三(2-t-丁基苯基)苯基亚磷酸酯、三(2-环己基苯基)亚磷酸酯、二(C3-9烷基芳基)季戊四醇二亚磷酸酯[例如二(2,4-二-t-丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,4-二-t-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,6-二-t-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯等]、三苯基磷酸酯系稳定剂(例如4-苯氧基-9-α-(4-羟苯基)-p-异丙苯基氧-3,5,8,10-四氧杂-4,9-二磷杂螺[5.5]十一烷、三(2,4-二-t-丁基苯基)磷酸酯等)、二亚膦酸酯系稳定剂(例如四(2,4-二-t-丁基)-4,4’-二苯撑二亚膦酸酯等)等。磷酸系稳定剂通常具有支化C3-6烷基苯基(特别是t-丁基苯基)。
对苯二酚系防氧化剂包括例如2,5-二-t-丁基对苯二酚等,喹啉系防氧化剂包括例如6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二对苯二酚等,硫系防氧化剂包括例如二月桂基硫代丙酸酯、二硬脂酰基硫代丙酸酯等。
此外,使用聚酯系树脂或聚碳酸酯系树脂作为热塑性树脂时,如果添加酸性磷酸类(例如磷酸、亚磷酸、膦酸、次膦酸、多磷酸等无机磷酸或它们的碱金属或碱土金属盐等)或有机磷酸[膦酸(苯基膦酸等)、次膦酸、膦酰基羧酸、含氮磷酸等],则可进一步提高热稳定性。
这些防氧化剂和稳定剂可单独或将两种以上组合使用。防氧化剂的含量可由例如相对于热塑性树脂100重量份的0.005~5重量份、优选0.01~2.5重量份、特别是0.01~1重量份左右的范围选择。
此外,本发明的阻燃性树脂组合物还可添加氟系树脂等防滴下剂(ドリッビリング防止剂)。使用防滴下剂可以抑制燃烧时的火种和熔融液的滴下(ドリップ)。氟系树脂包括四氟乙烯、一氯三氟乙烯、1,1-二氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚等含氟单体的单独和共聚物;前述含氟单体与乙烯、丙烯、丙烯酸酯等共聚性单体的共聚物。这样的氟系树脂可例举,例如聚四氟乙烯、聚一氯三氟乙烯、聚1,1-二氟乙烯等单聚物;四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-一氯三氟乙烯共聚物等共聚物。这些氟系树脂可使用一种或两种以上混合使用。
前述氟系树脂也可使用粒状,平均粒径也可为例如10~5000μm左右、优选100~1000μm左右、更优选100~700μm左右。
氟系树脂的含量,例如相对于100重量份热塑性树脂为0.01-10重量份左右、优选0.1~5重量份左右、更优选0.1~3重量份左右。
[填充剂]
本发明的阻燃性树脂组合物,为了进一步提高机械强度、刚性、耐热性以及电特性等,可使用填充剂进行改质。填充剂包括纤维填充剂、非纤维填充剂(板状填充剂、粉粒状填充剂等)。
纤维填充剂可举出玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、二氧化硅纤维、二氧化硅·氧化铝纤维、氧化锆纤维、钛酸钾纤维、金属纤维、高熔点有机质纤维(例如脂肪族或芳香族聚酰胺、芳香族聚酯、氟系树脂、聚丙烯腈等丙烯酸类树脂等)等。
非纤维状填充剂中的板状填充剂可例举,例如玻璃薄片、云母、石墨、各种金属箔等。
粉粒状填充剂包括炭黑、二氧化硅、石英粉末、玻璃粒、玻璃粉、磨制(ミルド)光纤(例如磨制玻璃光纤等)、硅酸钙、硅酸铝、高岭土、滑石、粘土、硅藻土、硅灰石等硅酸盐;氧化铁、氧化钛、氧化锌、氧化铝等金属氧化物;碳酸钙、碳酸镁等金属碳酸盐;硫酸钙、硫酸钡等金属硫酸盐、碳化硅等金属粉末。
优选的纤维状填充剂可举出,玻璃纤维、碳纤维,优选的非纤维状填充剂可举出粉粒状或板状填充剂、特别是玻璃粒、磨制光纤、高岭土、滑石、云母以及玻璃薄片。
此外,特别优选的填充包括具有高强度·刚性的玻璃纤维(短切原丝等)、滑石。
使用填充剂时,阻燃性树脂组合物中填充剂的比例为,例如1~60重量%左右、优选1~50重量%左右、更优选1~35重量%左右。
这些填充剂使用时,根据需要也可使用收敛剂或表面处理剂。这些收敛剂或表面处理剂包括功能性化合物。前述功能性化合物可举出环氧系化合物、硅烷系化合物、钛酸酯系化合物、优选环氧系化合物、特别是双酚A型环氧树脂、线型酚醛清漆型环氧树脂等。
填充剂也可通过前述收敛剂或表面处理剂进行收敛处理或表面处理。对于处理时间,可以在添加填充剂的同时处理,也可在添加前预先处理。
此外,并用的功能性表面处理剂或收敛剂的用量,相对于填充剂为5重量%以下、优选0.05~2重量%左右。
本发明使用的阻燃剂,可促进燃烧时树脂表面的碳化,所以能对树脂进行高度的阻燃化。尽管使用含有聚苯醚系树脂的非卤素系阻燃剂,由于与磷酸酯和特定的含氮环状化合物的多磷酸盐组合,所以即使少量也可有效地阻燃化热塑性树脂,同时不会出现起霜。特别是,由于使用含氮环状化合物的多磷酸盐作为阻燃剂组分,所以不会使树脂组合物着色,可以大幅提高阻燃效果。
还有,本发明的阻燃性树脂组合物根据目的需要还可含有其他添加剂。作为其他的添加剂可举出稳定剂(紫外线吸收剂、耐热稳定剂、耐气候稳定剂等)、润滑剂、离型剂、着色剂、可塑剂、成核剂、冲击改良剂、滑动剂等。
[阻燃性树脂组合物的制备方法]
本发明的阻燃性树脂组合物也可为粉粒体混合物或熔融混合物,可通过将热塑性树脂和阻燃剂以及根据需要的防滴下剂、其他添加剂等按惯用方法混合制得。例如可采用(1)将各组分混合,用单杆或双杆挤出机混炼、挤出、调制成小片后成型的方法;(2)调制组成不同的小片(母体混合物(マスタ-バッチ)),然后将这些小片按规定量混合(稀释)、成型,得到具有规定组成的成型体;(3)将1或2种以上的各成分直接进料到成型机中的方法等。此外,在调制用于成型体的组合物时,如将基底树脂的粉粒体(例如聚酯系树脂的一部分或全部经粉碎后的粉粒体)与其他组分(阻燃剂等)混合、熔融混炼,则有利于提高其他组分的分散。
还有,从处理的角度考虑,将非树脂状组分(磷酸酯类、含氮环状化合物的多磷酸盐、无机阻燃剂等)与树脂状组分(热塑性树脂、聚苯醚系树脂、树脂状阻燃助剂等)进行熔融混合,以此调制母体混合物是很方便的。特别是使用红磷作为无机阻燃剂时,调制母体混合物的情况居多。此外,以树脂状组分构成母体混合物时,多将热塑性树脂用于母体混合物。
母体混合物可举出,例如(1)由热塑性树脂与非树脂状组分构成的母体混合物、(2)由聚苯醚系树脂与磷酸酯类构成的母体混合物、(3)由聚苯醚系树脂与非树脂状组分(磷酸酯类、含氮环状化合物的多磷酸盐以及无机阻燃剂)构成的母体混合物以及(4)热塑性树脂、聚苯醚系树脂与非树脂状组分(磷酸酯类、含氮环状化合物的多磷酸盐以及无机阻燃剂)构成的母体混合物等。
此外,前述母体混合物根据需要还可含有各种添加剂、例如氟系树脂、防氧化剂、磷系稳定剂、填充剂等。
将如此得到的母体混合物与热塑性树脂以及根据需要的其他组分熔融混合,可以制得阻燃性树脂组合物。
还有,可使用熔融混炼、挤出成型、注塑成型、压塑成型等惯用方法使本发明的阻燃性树脂组合物成型,形成的成型体的阻燃性和成型加工性都很优异,所以可用于备种用途。例如适用于电气·电子部件、机械部件、汽车部件、包装材料或箱等。
工业上的可利用性
本发明中,将热塑性树脂与由聚苯醚系树脂、磷酸酯类以及含氮环状化合物的多磷酸盐组合起来构成的阻燃剂组合起来,所以不必使用卤素系阻燃剂,即使少量也能将树脂阻燃化,可以抑制树脂特性的降低。此外由这样的树脂组合物可得到阻燃性得到改善的成型体。
实施例
下面利用实施例对本发明进行更详细的说明,不过本发明丙不限于此实施例。
还有,由下述试验评价树脂组合物的阻燃性等。
(燃烧性试验)
根据UL94、以试验片的厚度0.8mm评价燃烧性。
(起霜性试验)
在150℃下对厚0.8mm试验片加热5小时,目视观察有无试验片表面的阻燃剂的渗出(bloodout),按以下基准评价。
○:完全看不见渗出
△:看见些许渗出
×:看见显著渗出
[聚酯系树脂A]
A-1:聚对苯二甲酸丁二醇酯[ジュラネックス、特性粘度=1.0、聚塑料(公司)制造]
A-2:聚对苯二甲酸乙二醇酯[ベルペットEFG10、钟纺(公司)制造]
A-3:12.5摩尔%间苯二甲酸改性聚对苯二甲酸丁二醇酯[聚塑料(公司)制造]
[聚苯醚系树脂B]
B-1:聚(2,6-二甲基-1,4-苯撑)氧化物(特性粘度=0.3)
[双酚系树脂C]
C-1:聚碳酸酯[パンライトL1225、帝人化成(公司)制造]
C-2:多芳基化合物[多芳基化合物U100、ュニチカ(株)制造]
C-3:苯氧树脂[ジェノト-トYP-50、东都化成(株)制造]
C-4:双酚A型环氧树脂[エピコ-ト1004K、油化シェルエポキシ(株)制造]
C-5:聚碳酸酯改性多芳基化合物[アリ-アロイC300、ュニチカ(株)制造]
C-6:聚对苯二甲酸乙二醇酯改性多芳基化合物[アリ-アロイE408、ュニチカ(株)制造]
[苯乙烯系树脂D]
D-1:聚苯乙烯[ト-ヨ-スチロ-ルGP G200C、东洋苯乙烯(公司)制造]
D-2:丙烯腈-苯乙烯共聚物[セビアンDP611、ダイセル化学工业(株)制造]
D-3:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物[セビアンJD、ダイセル化学工业(株)制造]
[磷酸酯类E]
E-1:间苯二酚二(二-2,6-二甲苯基磷酸酯)[PX200、大八化学工业(公司)制造]
E-2:对苯二酚二(二-2,6-二甲苯基磷酸酯)[PX201、大八化学工业(公司)制造]
E-3:间苯二酚二(二苯基磷酸酯)[レオフオスRDP、味之素フアインテクノ(公司)制造]
E-4:双酚-A二(二-2,6-二甲苯基磷酸酯)[フアイロ-ルスフレックスBDP、アクゾノ-ベル(公司)制造]
[三嗪系化合物的多磷酸盐F]
F-1:多磷酸三聚氰胺[PMP100、日产化学工业(公司)制造]
F-2:多磷酸蜜白胺[PMP200、日产化学工业(公司)制造]
F-3:多磷酸三聚氰胺[MPP-A、株式会社三和ケミカル]
F-4:多偏磷酸三聚氰胺[三聚氰胺/磷酸(磷原子)=1/1(摩尔比);基于特开平10-81691号公报的实施例1合成]
F-5:多磷酸三聚氰胺·蜜白胺·蜜勒胺复盐[三聚氰胺/蜜白胺/蜜勒胺/磷酸(磷原子)=1/0.4/0.3/1(摩尔比);基于特开平10-306081号公报的实施例1合成]
F-6:多磷酸三聚氰胺·蜜白胺·蜜勒胺复盐[三聚氰胺/蜜白胺/蜜勒胺/磷酸(磷原子)=0.4/0.6/0.5/1(摩尔比);基于特开平10-306081号公报的实施例4合成]
F-7:多磷酸三聚氰胺·蜜白胺·蜜勒胺复盐[三聚氰胺/蜜白胺/蜜勒胺/磷酸(磷原子)=0.1/0.5/0.7/1(摩尔比);基于特开平10-306081号公报的实施例5合成]
F-8:含硫原子的多磷酸三聚氰胺·蜜白胺·蜜勒胺复盐[三聚氰胺/蜜白胺/蜜勒胺=0.8/1/0.02(摩尔比)、碳原子/磷原子/硫原子=14/1/1(摩尔比);基于特开平10-306082号公报的实施例3合成]
F-9:焦磷酸蜜白胺
F-10:被覆多磷酸蜜白胺
使500g多磷酸蜜白胺(F-2)在1000ml水中悬浊,添加15g苯酚和37%***27g,加热到80℃边搅拌边加入10g 85%磷酸。在相同温度下加热搅拌1小时后,放置冷却,过滤,水洗。接着在140℃下对过滤物进行3小时的真空干燥,得到被覆多磷酸蜜白胺533g。多磷酸蜜白胺含率为96重量%。
F-11:被覆多磷酸蜜白胺
使500g多磷酸蜜白胺(F-2)在1000ml水中悬浊,添加20g环氧树脂[油化シェルエポキシ(株)制造、エピコ-ト801]和10g硬化剂[ヘンケル白水(株)制造、バ-サミド150],用5%磷酸调pH为5。接着,加热到60℃,进行2小时的加热搅拌后,放置冷却,过滤,水洗,接着在140℃下对过滤物进行3小时的真空干燥,得到被覆多磷酸蜜白胺525g。多磷酸蜜白胺含有率为89重量%。
[阻燃助剂G]
G-1:硼酸锌[フアイア-ブレ-グZB、ポラックス·ジャパン(株)制造]
G-2:无水磷酸一氢钙:平均粒径=约30μm[太平化学产业(公司)制造]
G-3:线型酚醛清漆型酚醛树脂[スミライトレジンPR53195、住友デュレズ(公司)制造]
G-4:红磷[ノ-バエクセル140、磷化学工业(公司)制造]
[防氧化剂H]
H-1:季戊四醇-四[3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基)丙酸酯][イルガノックス1010、チバガイギ-(公司)制造]
[磷系稳定剂I]
I-1:二(2,6-二-t-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯[アデカスタブPEP36、旭电化工业(公司)制造]
I-2:四(2,4-二-t-丁基苯基)-4,4’-二苯撑二亚膦酸酯[サンドスタブP-EPQ、サンド(公司)制造]
I-3:磷酸二氢钠·2水合物
I-4:磷酸二氢钙
[防滴下剂J]
J-1:聚四氟乙烯
[填充剂K]
K-1:玻璃纤维(直径10μm、长3mm的短切原熊)
K-2:玻璃纤维(直径13μm、长3mm的短切原丝)
K-3:滑石
实施例1~72和比较例1~33
按表1~表9所示的比例(重量份)将上述组分混合,用挤出机进行混炼挤出,调制树脂组合物。将这些树脂组合物用注塑成型制备试验用成型体,评价燃烧性和起霜性。
结果示于表1~表9。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-150A-220 | A-170A-210 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 |
聚苯醚系树脂B重量份 | B-130 | B-130 | B-125 | B-130 | B-130 | B-130 | B-130 | B-130 | B-130 | B-130 | B-120 | B-130 | B-128 | B-125 | B-128 | B-128 | B-128 | B-130 |
双酚系树脂C重量份 | - | - | C-15 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | C-12 | C-25 | C-32 | C-12 | C-12 | |
苯乙烯系树脂D重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
磷酸酯类E重量份 | E-115 | E-115 | E-115 | E-125 | E-125 | E-18 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-225 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-325 | E-425 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-115 | F-215 | F-215 | F-18 | F-28 | F-225 | F-38 | F-48 | F-58 | F-68 | F-78 | F-88 | F-18 | F-18 | F-28 | F-24 | F-24 | F-24 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | G-14 | G-28 | G-310 |
防氧化剂H重量份 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 |
防滴下剂J重量份 | J-10.5 | J-10.5 | J-10.5 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | - | - | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | - | - | - | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 |
UL94燃烧试验 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
起霜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
表2
实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | 实施例22 | 实施例23 | 实施例24 | 实施例25 | 实施例26 | 实施例27 | 实施例28 | 实施例29 | 实施例30 | 实施例31 | 实施例32 | 实施例33 | 实施例34 | 实施例35 | 实施例36 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-170 | A-170 | A-168 | A-170 | A-170 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-150A-218 | A-150A-218 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 |
聚苯醚系树脂B重量份 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 |
双酚系树脂C重量份 | - | - | C-12 | - | - | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 |
苯乙烯系树脂D重量份 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-28 | D-18 | D-28 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-38 | D-38 |
磷酸酯类E重量份 | E-115 | E-115 | E-115 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-18 | E-125 | E-125 | E-225 | E-325 | E-325 | E-325 | E-125 | E-125 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-115 | F-215 | F-215 | F-18 | F-28 | F-18 | F-18 | F-28 | F-28 | F-225 | F-18 | F-28 | F-58 | F-68 | F-78 | F-88 | F-14 | F-24 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | G-14 | G-28 |
防氧化剂H重量份 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.3 | H-10 5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10 5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-20.5 | I-10.5 | I-10.5 |
防滴下剂J重量份 | J-10.5 | J-10.5 | J-10.5 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | - | - | - | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 |
UL94燃烧试验 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
起霜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
表3
实施例37 | 实施例38 | 实施例39 | 实施例40 | 实施例41 | 实施例42 | 实施例43 | 实施例44 | 实施例45 | 实施例46 | 实施例47 | 实施例48 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-150A-218 | A-168 |
聚苯醚系树脂B重量份 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 |
双酚系树脂C重量份 | C-22 | C-32 | C-42 | C-52 | C-62 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 |
苯乙烯系树脂D重量份 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-38 |
磷酸酯类E重量份 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-325 | E-125 | E-325 | E-125 | E-325 | E-425 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-18 | F-18 | F-28 | F-28 | F-28 | F-14 | F-14 | F-24 | F-24 | F-94 | F-94 | F-24 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | - | - | - | G-14 | G-28 | G-14 | G-28 | G-14 | G-24 | G-310 |
防氧化剂H重量份 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 |
防滴下剂J重量份 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 |
UL94燃烧试验 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
起霜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
表4
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | 比较例6 | 比较例7 | 比较例8 | 比较例9 | 比较例10 | 比较例11 | 比较例12 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-1100 | A-1100 | A-170 | A-170 | A-1100 | A-1100 | A-1100 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 |
聚苯醚系树脂B重量份 | - | - | B-130 | B-130 | - | - | - | B-130 | B-130 | B-130 | - | - |
双酚系树脂C重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | C-130 | C-130 |
苯乙烯系树脂D重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
磷酸酯类E重量份 | E-115 | E-115 | E-115 | - | E-125 | E-125 | E-18 | E-125 | - | - | E-125 | E-125 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-115 | F-215 | - | F-115 | F-18 | F-28 | F-225 | - | F-18 | F-225 | F-18 | F-28 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
防氧化剂H重量份 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 |
防滴下剂J重量份 | J-10.5 | J-10.5 | J-10.5 | J-10.5 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | - | - | - | - | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 |
UL94燃烧试验 | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB |
起霜性 | × | × | ○ | ○ | × | × | △ | × | ○ | ○ | ○ | ○ |
表5
比较例13 | 比较例14 | 比较例15 | 比较例16 | 比较例17 | 比较例18 | 比较例19 | 比较例20 | 比较例21 | 比较例22 | 比较例23 | 比较例24 | 比较例25 | 比较例26 | 比较例27 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-192 | A-192 | A-170 | A-170 | A-170 | A-170 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 | A-168 |
聚苯醚系树脂B重量份 | - | - | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | - | - | - | - |
双酚系树脂C重量份 | - | - | - | - | - | - | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-12 | C-124 | C-124 | - | - |
苯乙烯系树脂D重量份 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-28 | D-28 | D-18 | D-28 | D-132 | D-232 |
磷酸酯类E重量份 | E-115 | E-115 | E-115 | E-125 | - | - | E-125 | - | - | E-125 | - | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量部 | F-115 | F-215 | - | - | F-125 | F-225 | - | F-125 | F-225 | - | F-225 | F-18 | F-28 | F-18 | F-28 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
防氧化剂H重量份 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.3 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.3 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 |
防滴下剂J重量份 | J-10.5 | J-10.5 | J-10.5 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | - | - | - | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 | K-160 |
UL94燃烧试验 | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB | HB |
起霜性 | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
表6
比较例28 | 比较例29 | 比较例30 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-1100 | A-1100 | A-1100 |
聚苯醚系树脂B重量份 | - | - | - |
双酚系树脂C重量份 | - | - | - |
苯乙烯系树脂D重量份 | - | - | - |
磷酸酯类E重量份 | E-125 | E-325 | E-425 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-14 | F-14 | F-24 |
阻燃助剂G重量份 | G-14 | G-28 | G-310 |
防氧化剂H重量份 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | I-10.5 | I-10.5 | I-10.5 |
防滴下剂J重量份 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | K-160 | K-160 | K-160 |
UL94燃烧试验 | V-1 | V-1 | V-1 |
起霜性 | × | × | × |
表7
实施例49 | 实施例50 | 实施例51 | 实施例52 | 实施例53 | 实施例54 | 实施例55 | 实施例56 | 实施例57 | 实施例58 | 实施例59 | 实施例60 | 实施例61 | 实施例62 | 实施例63 | 实施例64 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-170 | A-168 | A-170 | A-170 | A-170 | A-270 | A-278 | A-278 | A-278 | A-275 | A-278 | A-278 | A-275 | A-275 | A-370 | A-368 |
聚苯醚系树脂B重量份 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-116 | B-116 | B-116 | B-115 | B-116 | B-116 | B-115 | B-115 | B-122 | B-122 |
双酚系树脂C重量份 | - | C-12 | - | - | - | - | - | - | - | C-14 | - | - | C-14 | C-14 | - | C-12 |
苯乙烯系树脂D重量份 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-16 | D-16 | D-16 | D-16 | D-16 | D-16 | D-16 | D-16 | D-18 | D-18 |
磷酸酯类E重量份 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-115 | E-120 | E-120 | E-120 | E-120 | E-120 | E-120 | E-120 | E-120 | E-120 | E-125 | E-125 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-28 | F-28 | F-24 | F-24 | F-24 | F-28 | F-210 | F-210 | F-210 | F-210 | F-25 | F-25 | F-25 | F-25 | F-28 | F-28 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | G-14 | G-28 | G-42 | - | - | - | - | - | G-15 | G-25 | G-15 | G-25 | - | - |
防氧化剂H重量份 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | - | I-30.05 | - | - | - | - | I-30.05 | I-40.5 | I-30.05 | I-40.5 | I-30.05 | I-30.05 | I-30.05 | I-30.05 | - | I-30.05 |
防滴下剂J重量份 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | K-160 | K-260 | K-160 | K-160 | K-160 | K-260 | K-160 | K-160K-36 | K-260K-36 | K-160K-36 | K-260K-36 | K-160K-36 | K-160K-36 | K-160K-36 | K-160 | K-160 |
UL94燃烧试验 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
起霜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
表8
实施例65 | 实施例66 | 实施例67 | 实施例68 | 实施例69 | 实施例70 | 实施例71 | 实施例72 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-170 | A-170 | A-168 | A-168 | A-278 | A-278 | A-275 | A-275 |
聚苯醚系树脂B重量份 | B-122 | B-122 | B-122 | B-122 | B-116 | B-116 | B-115 | B-115 |
双酚系树脂C重量份 | - | - | C-12 | C-12 | - | - | C-14 | C-14 |
苯乙烯系树脂D重量份 | D-18 | D-18 | D-18 | D-18 | D-16 | D-16 | D-16 | D-16 |
磷酸酯类E重量份 | E-125 | E-125 | E-125 | E-125 | E-120 | E-120 | E-120 | E-120 |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-108 | F-118 | F-108 | F-118 | F-108 | F-118 | F-108 | F-118 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | - | - | - | - | - | - |
防氧化剂H重量份 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | - | - | I-10.5 | I-30.05 | I-30.05 | I-30.05 | I-10.5 | I-30.05 |
防滴下剂J重量份 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | K-160 | K-160 | K-260 | K-260 | K-160K-36 | K-160K-36 | K-160K-36 | K-160K-36 |
UL94燃烧试验 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
起霜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
表9
比较例31 | 比较例32 | 比较例33 | |
聚酯系树脂A重量份 | A-2100 | A-270 | A-270 |
聚苯醚系树脂B重量份 | - | B-130 | B-130 |
双酚系树脂C重量份 | - | - | - |
苯乙烯系树脂D重量份 | - | - | - |
磷酸酯类E重量份 | E-120 | E-120 | - |
三嗪系化合物的多磷酸盐F重量份 | F-28 | - | F-210 |
阻燃助剂G重量份 | - | - | - |
防氧化剂H重量份 | H-10.5 | H-10.5 | H-10.5 |
磷系稳定剂I重量份 | - | - | - |
防滴下剂J重量份 | J-11.0 | J-11.0 | J-11.0 |
充填剂K重量份 | K-260 | K-260 | K-260 |
UL94燃烧试验 | HB | HB | HB |
起霜性 | × | × | ○ |
从表1~9可清楚看出,与比较例相比,实施例中由于以聚苯醚系树脂、磷酸酯类以及含氮环状化合物的多磷酸盐构成阻燃剂,所以可以不渗出阻燃剂地使聚酯系树脂高度阻燃化。
Claims (27)
1.阻燃树脂组合物,其由热塑性树脂(A)和阻燃剂(B)构成,其中,所述阻燃剂由聚苯醚系树脂(B1)、磷酸酯类(B2)以及含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)构成。
2.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中,热塑性树脂(A)选自聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、乙烯基系树脂、烯烃系树脂以及丙烯酸系树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中热塑性树脂(A)为聚烷撑芳基化物系树脂。
4.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中热塑性树脂(A)为具有选自1,4-环己烷二甲撑对苯二甲酸酯、C2-4烷撑对苯二甲酸酯和C2-4烷撑萘二甲酸酯中的至少一种单元的均聚或共聚酯。
5.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中热塑性树脂(A)为聚对苯二甲酸丁二醇酯或以对苯二甲酸丁二醇酯为主成分的共聚酯。
6.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中热塑性树脂(A)为聚对苯二甲酸乙二醇酯或以对苯二甲酸乙二醇酯为主成分的共聚酯。
7.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中磷酸酯类(B2)为缩合磷酸酯。
8.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中磷酸酯类(B2)为下式(1)所示的化合物或具有下式(2)所示结构单元的聚合物,
式中,R1~R4表示也可具有取代基的芳基、Z1表示二价芳香族性基团,p表示1~5的整数,
式中,R5、R6表示芳基。
9.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中含氮环状化合物为含氨基三嗪化合物。
10.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中含氮环状化合物为选自三聚氰胺类和三聚氰胺缩合物中的至少一种。
11.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中含氮环状化合物为选自三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺以及蜜弄中的至少一种。
12.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)含有来自于硫酸的硫原子。
13.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)由热固性树脂被覆。
14.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中阻燃剂(B)由聚(一或二C1-6烷基-亚苯基)氧化物(B1)、缩合磷酸酯(B2)以及三聚氰胺缩合物与缩合度2~10的多磷酸形成的盐(B3)构成。
15.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中相对于热塑性树脂(A)100重量份含有阻燃剂(B)10~300重量份。
16.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中阻燃剂(B)中相对于磷酸酯类(B2)100重量份含有10~500重量份的聚苯醚系树脂(B1)和5~1000重量份的含氮环状化合物的多磷酸盐(B3)。
17.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中进一步含有选自在主链或侧链上具有带羟基和/或氨基的芳香族环的树脂、多芳基化合物系树脂、芳香族环氧树脂以及聚碳酸酯系树脂中的至少一种树脂状阻燃助剂。
18.根据权利要求17的阻燃树脂组合物,其中,相对于100重量份热塑性树脂(A)含有树脂状阻燃助剂共计1~30重量份。
19.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中进一步含有选自含氮环状化合物与硫酸、硼酸、非缩合磷酸、有机磷酸或具有羟基的杂环化合物形成的盐(1)、多磷酸酰胺(2)以及环状脲类(3)中的至少一种含氮阻燃助剂。
20.根据权利要求19的阻燃树脂组合物,其中相对于热塑性树脂(A)100重量份,含有含氮阻燃助剂共计0.01~50重量份。
21.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中进一步含有选自硼酸金属盐、磷酸氢金属盐以及红磷中的至少一种的无机阻燃助剂。
22.根据权利要求21的阻燃树脂组合物,其中相对于热塑性树脂(A)100重量份,含有无机阻燃助剂共计0.01~50重量份。
23.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中进一步含有苯乙烯系树脂。
24.根据权利要求23的阻燃树脂组合物,其中相对于热塑性树脂(A)100重量份,合有苯乙烯系树脂1~30重量份。
25.根据权利要求1的阻燃树脂组合物,其中进一步含有选自受阻酚系防氧化剂、磷系稳定剂、氟系树脂以及填充剂中的至少一种。
26.制造阻燃树脂组合物的方法,其为将权利要求1的热塑性树脂和阻燃剂混合来制备的方法。
27.成型体,其为用权利要求1的阻燃树脂组合物形成的。
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