JP2006348228A - 熱膨張性塩化ビニル系樹脂組成物およびその成形体 - Google Patents
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Abstract
膨張性及び膨張後の形状保持性を良好に維持しつつ、連続製造が容易である熱膨張性塩化ビニル系樹脂組成物及びその成形体を提供する。
【解決手段】
(A)塩化ビニル系樹脂:100質量部、
(B)可塑剤:10〜100質量部、
(C)滑剤:0.1〜5質量部、
(D)無機充填剤:5〜200質量部、
(E)熱膨張性黒鉛:10〜300質量部、並びに
(F)下記一般式(1):
HO(HPO3)nH
(式中、nは2以上の整数である。)
で表されるポリリン酸とメラミンとの塩、及び/又は前記一般式(1)で表されるポリリン酸とピペラジンとの塩:10〜300質量部
を含有する熱膨張性塩化ビニル系樹脂組成物、並びにこの組成物を加熱溶融成形してなる成形体。
【選択図】 なし
Description
(A)塩化ビニル系樹脂: 100質量部、
(B)可塑剤: 10〜100質量部、
(C)滑剤: 0.1〜5質量部、
(D)無機充填剤: 5〜200質量部、
(E)熱膨張性黒鉛: 10〜300質量部、ならびに
(F)下記一般式(1):
HO(HPO3)nH (1)
(式中、nは2以上の整数である。)
で表されるポリリン酸とメラミンとの塩、および/または前記一般式(1)で表されるポリリン酸とピペラジンとの塩: 10〜300質量部
を含有してなる熱膨張性塩化ビニル系樹脂組成物、
を提供する。
(A)成分の塩化ビニル系樹脂は、(1)塩化ビニル単独重合体、(2)塩化ビニルおよび塩化ビニルと共重合可能な不飽和結合を有する単量体の共重合体であって、塩化ビニルを50質量%以上含有する塩化ビニル系共重合体である。
(A)成分の塩化ビニル系樹脂は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
(B)成分の可塑剤としては、ビス(2−エチルヘキシル)フタレート、ジイソノニルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジトリデシルフタレート、高級アルコールの混合フタル酸エステル等のフタル酸誘導体(特にはフタル酸エステル);トリス(2−エチルヘキシル)トリメリテート、トリ(n−オクチル)トリメリテート、トリイソオクチルトリメリテート等のトリメリット酸誘導体(特にはトリメリット酸エステル);ビス(2−エチルヘキシル)アジペート、ジイソノニルアジペート、ジイソデシルアジペート、高級アルコールの混合アジピン酸エステル等のアジピン酸誘導体(特にはアジピン酸エステル);ビス(2−エチルヘキシル)アゼレート、ジイソオクチルアゼレート、ジ−(n−ヘキシル)アゼレート等のアゼライン酸誘導体(特にはアゼライン酸エステル);ビス(2−エチルヘキシル)セバケート、ジイソオクチルセバケート等のセバシン酸誘導体(特にはセバシン酸エステル);フェノール系アルキルスルホン酸エステル等のスルホン酸誘導体(特にはスルホン酸エステル);エポキシ化大豆油、エポキシ化あまに油等のエポキシ誘導体(特にはエポキシ化エステル)等の可塑剤;アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸等のジカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール等の2価アルコールとの重合型エステルであるポリエステル系可塑剤等が例示される。これらの可塑剤の中でも、移行性、抽出性、ブリード性等の面から高分子量の可塑剤が好ましく、特にトリメリット酸誘導体系、ポリエステル系等の可塑剤が好ましい。なお、(B)成分の可塑剤は一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
(C)成分の滑剤は、組成物に金属(例えば、金型)に対する滑り性を付与し、成形性および成形体の表面平滑性を向上させるとともに、組成物の金型等の金属面に対する粘着性を抑え、プレートアウトを抑制する効果を有する成分である。
(D)成分の無機充填剤としては、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、タルク、クレー等が例示される。(D)成分の無機充填剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。これら無機充填剤は、熱容量増大による難燃性向上の役割を果たすものである。
(E)成分の熱膨張性黒鉛は、成形体の発泡成分となるものである。熱膨張性黒鉛は、天然に産出される鱗片状黒鉛の層間に化合物を挿入して中和したもので、熱によって含有している化合物がガスを発生し、その結果、鱗片状の黒鉛が膨張する。
なお、(E)成分の熱膨張性黒鉛は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
(F)成分のポリリン酸とメラミンとの塩、およびポリリン酸とピペラジンとの塩は、難燃性を高めると共に、燃焼・膨張時に炭化層を形成することにより形状保持性を高める役割をするものである。(F)成分は、前記一般式(1)で表されるポリリン酸とメラミンとの塩、および/または前記一般式(1)で表されるポリリン酸とピペラジンとの塩であり、例えば、下記一般式(2):
[HO(HPO3)nH][X]m (2)
(式中、nは2以上、好ましくは2〜4の整数であり、mは0<m≦n+2を満たす整数であり、Xはメラミンまたはピペラジンである。)
で代表されるものである。
(F)成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際には、熱分解を抑制するために熱安定剤を添加することが好ましい。熱安定剤としては、例えば、Pb系、Sn系、Ba/Zn系、Ca/Zn系等の一般的に硬質塩化ビニル系樹脂に用いられるものを使用することができる。これら熱安定剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
本発明の組成物は、上記の(A)〜(F)成分および場合によっては含まれる任意成分を、例えば、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー等の混練装置を用いて混練することにより得ることができる。混練は、混練装置内の組成物の温度が120〜160℃となるように行うことが好ましい。
本発明の組成物を加熱溶融成形することにより所望の成形体を作製することができる。組成物を成形する方法としては、例えば、圧縮成型、押出成形、カレンダー成形等の塩化ビニル系樹脂で一般的に用いられる成形法が適用可能であるが、本発明の主目的の一つである生産性の観点から、連続生産が可能な押出成形およびカレンダー成形が好ましく、特に押出成形が好ましい。
こうして得られた成形体は、例えば、ガスバーナー等による炎、熱風等によって膨張温度(通常、200℃)以上に加熱することにより膨張する。膨張した成形体は、それ自体で形状を保持できるだけでなく、火炎と煙を遮断するのに十分な機械的強度を有する。したがって、この成形体を住宅、ビル等の建物の窓枠(例えば、サッシと壁との間)等に用いることで、火災等の際にも成形体は燃焼せずに窓ガラスを保持し、火炎が裏面に伝播することを防止することができる。その他にも、防火戸等の隙間等の耐火性が必要とされる用途または防火に必要な場所に用いることができる。
(A)塩化ビニル系樹脂
・ポリ塩化ビニル樹脂(商品名:TK−700、信越化学工業製、平均重合度700)
・ポリ塩化ビニル樹脂(商品名:TK−1,300、信越化学工業製、平均重合度1,300)
(B)可塑剤
・トリス(2−エチルヘキシル)トリメリテート(TOTM、旭電化工業製)
(C)滑剤
・ポリエチレン系滑剤(分子量:2000、商品名:HIWAX 220MP、三井石油化学工業製)
・エステル系滑剤(ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、商品名:EW−100、理研ビタミン製)
(D)無機充填剤
・炭酸カルシウム(商品名:NS−400、日東粉化工業製)
(E)熱膨張性黒鉛
・熱膨張性黒鉛(平均粒径:450μm、商品名:SYZR 322、三洋貿易製)
(F)ポリリン酸とメラミンとの塩、ポリリン酸とピペラジンとの塩
・ピロリン酸メラミン:ピロリン酸ナトリウムとメラミンとを等モルの比率で塩酸を加えて反応させ、水酸化ナトリウムで中和して得たもの。
・ピロリン酸ピペラジン:ピロリン酸とピペラジンとを等モルの比率で水中で反応させて得たもの。
・ピロリン酸メラミンとピロリン酸ピペラジンの混合物(商品名:FP−2100、旭電化工業製)
・ポリリン酸アンモニウム系化合物(商品名:NH−12B、味の素ファインテクノ製)(比較用)
(他)熱安定剤
・Ba/Zn系熱安定剤(商品名:RUP−14、旭電化工業製)
・Ba/Zn系熱安定剤(商品名:AC−186、旭電化工業製)
−塩化ビニル系樹脂コンパウンドの作製−
表1および表2に示した種類・配合量で、上記の(A)〜(F)成分および熱安定剤を、容量20Lのミキサーで撹拌・混合し、ミキサー内の混合物の温度が120℃に達した時点で排出し、得られた混合物を50℃まで冷却して、コンパウンドを得た。
−成形体(押出成形シート)の作製−
上記のコンパウンドを20mmφ単軸押出成形機を用いて混練し、T−ダイ金型を用いて押出成形を行い、押出成形シート(厚さ:約1.7mm)を作製した。金型部温度は170℃であった。
〔押出性評価〕
得られたシートの目視観察により、押出性を以下の基準で評価した。
エッジ部の形状、および表面の平滑性が非常によい・・・◎
エッジ部の形状、および表面の平滑性がよい・・・○
エッジ部の形状、または表面の平滑性がやや悪い・・・△
エッジ部の形状、または表面の平滑性が悪い・・・×
プレートアウト性は、押出終了後の押出機を解体し、金型の組成物との接触金属面を目視観察し、プレートアウト付着物の程度を以下の基準で評価した。
プレートアウト物が全く認められない・・・◎
プレートアウト物が殆ど認められない・・・○
プレートアウト物が少し認められる・・・△
プレートアウト物が多く認められる・・・×
得られたシートから厚さ約1.7mm、縦・横が各2cmの直方体の試験片を切り出し、この試験片を800℃の電気炉中に放置し、膨張が完全に終了した後取り出した。試験前後の試験片の厚み方向、幅方向の長さを計測し、膨張倍率を算出した。
形状が保持されている(形状保持性が著しくよい)・・・○
ボロボロの状態になり形が崩れた(形状保持性が著しく悪い)・・・×
Claims (2)
- (A)塩化ビニル系樹脂: 100質量部、
(B)可塑剤: 10〜100質量部、
(C)滑剤: 0.1〜5質量部、
(D)無機充填剤: 5〜200質量部、
(E)熱膨張性黒鉛: 10〜300質量部、ならびに
(F)下記一般式(1):
HO(HPO3)nH (1)
(式中、nは2以上の整数である。)
で表されるポリリン酸とメラミンとの塩、および/または前記一般式(1)で表されるポリリン酸とピペラジンとの塩: 10〜300質量部
を含有してなる熱膨張性塩化ビニル系樹脂組成物。 - 請求項1に記載の組成物を加熱溶融成形してなる成形体。
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