JP4414526B2 - 自己消火性ポリスチレン樹脂粒子及びこれを用いた発泡成形品 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己消火性に良好な自己消火性ポリスチレン樹脂粒子及び発泡成形品に関するものである。更に詳しくは、自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をリン酸アンモニウムで被覆することにより、発泡性及び成形性を損ねることなく、且つ、少量の難燃剤で優れた自己消火性を有する発泡性ポリスチレン樹脂粒子及びこれを用いた発泡成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に発泡性スチレン樹脂の難燃化には、難燃剤を重合時に添加する方法、ポリスチレン樹脂に発泡剤を含浸する際に難燃剤を添加する方法、押し出し時に難燃剤を添加する方法及び難燃剤を樹脂粒子への表面コーティングがある。
スチレン系樹脂粒子の難燃剤として、一般的に知られている難燃剤は、テトラブロモエタン、ヘキサブロモシクロドデカン、トリブロモフェノール、テトラブロモビスフェノールA等の比較的低分子量、低融点体が知られている。
重合時における、難燃剤の添加は、重合速度、収率の低下及び、難燃剤含浸性の不均一といった欠点を生じる。
また充分な難燃性を付与させるには、多量の難燃剤が必要であり経済的とは言い難く、更に多量の難燃剤の使用は、予備発泡時のブロッキング発生による発泡時の作業性低下及び成形品の耐熱性低下の要因となっていた。
また、難燃剤を樹脂粒子の表面にコーティングする方法では、発泡機内部の汚染及び成形時の金型汚染が発生するため作業性の低下となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、含浸型難燃剤とリン酸アンモニウムを併用することにより、発泡性及び成形性を損なうことなく、かつ少量の難燃剤で安定した自己消火性を有することのできる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子及びこれを用いた発泡成形品を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリスチレン樹脂粒子に対し、テトラブロモビスフェノールAジアリルエーテルを1〜2重量%及び易揮発性発泡剤3〜10重量%添加し含浸して得られる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をポリスチレン樹脂粒子に対し0.05〜0.5重量%のリン酸アンモニウムを添加して被覆した自己消火性ポリスチレン樹脂粒子並びにこの自己消火性ポリスチレン樹脂粒子を発泡成形して得られる発泡成形品に関する。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明に使用される難燃剤は、テトラブロモビスフェノールAジアリルエーテルとされ、微細かつ均一な粒子径であるものが好ましい。より好ましくは、平均粒子径100ミクロン以下とされる。その使用量は、ポリスチレン樹脂粒子に対し、1〜2重量%が添加して含浸される。1重量%未満では、満足な難燃性が得られず、3重量%を超えると、発泡成形品に収縮が生じる。界面活性剤の水溶液中でテトラブロモビスフェノールAジアリルエーテルを攪拌装置で均一に微細に分散させた難燃剤分散水溶液を製造する。得られた難燃剤分散水溶液をポリスチレン樹脂粒子、界面活性剤及び水系分散剤の存在する攪拌付きオートクレーブに添加し、発泡剤と好ましくはさらに軟化剤共に該含浸温度70〜125℃で6〜10時間含浸を行う。軟化剤としては、その沸点が、樹脂粒子より約10℃低い温度で150℃以下のものが好ましい。例えば、エチルベンゼン、トルエン、スチレン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、1,2−ジクロロプロパン、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素、ジオクチルアジペート、植物油、ジブチルセバテート等が挙げられる。軟化剤量としては、ポリスチレン樹脂粒子に対し、0.05〜3重量%が好ましく、より好ましくは0.5〜3重量%とされる。本発明における易揮発性発泡剤としては、常圧常温下で液体又は気体であり、かつ樹脂組成物を溶解しない易揮発性有機化合物が使用される。このようなものとしては、例えばプロパン、ブタン、ノルマルブタン、イソブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等の環式脂肪族炭化水素があげられる。使用量は、ポリスチレン樹脂粒子に対し、3〜10重量%、好ましくは3未満〜8重量%添加して含浸される。3重量%未満では、充分な発泡性を得ることが出来ず、10重量%を超えると経済的ではない。得られた自己消火性ポリスチレン樹脂粒子は、脱水、乾燥、分級を施し、次いで表面を被覆する。
【0006】
自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をリン酸アンモニウムで被覆する。リン酸アンモニウムは、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、第三リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等が存在するが、予備発泡時の作業環境から、第一リン酸アンモニウムが好ましい。
リン酸アンモニウムは、ポリスチレン樹脂粒子に対して0.05〜0.5重量%添加して被覆される。0.05〜0.3重量%がより好ましい。0.05重量%未満では、充分な難燃性を得ることが出来ず、0.5重量%を超える添加は発泡機の汚染が著しく発生する。
リン酸アンモニウムには、その外観が結晶体のものと微粉末のものと2種類が存在するが、微粉末のものが好ましい。第一リン酸アンモニウムの粒子径が100ミクロン以下のものがより好ましい。
第一リン酸アンモニウムは、水及び熱湯に容易に溶解するため、水溶液として被覆することも可能である。
リン酸アンモニウムと共に被覆剤が用いられ、被覆剤として、例えばジンクステアレート、ステアリン酸トリグリセライド、ステアリン酸モノグリセライド、ヒマシ硬化油、アミド化合物、静電防止剤などが使用される。樹脂粒子に対して通常0.05〜0.2重量%の範囲で用いられる。
これらの樹脂粒子への添加、被覆は、ヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができる。
本発明になる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の発泡は、水蒸気、熱風、熱水等により行われる。その方法は、広く、工業的に行われるスチレン系樹脂の発泡方法がそのまま適用できる。
本発明になる発泡成形品の発泡倍率は、低倍率から高倍率まで、任意に選択することが出来る。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【0007】
【実施例】
実施例1
(難燃剤分散液の作成)
平均径70ミクロンのテトラブロモビスフェノールAジアリルエーテル(東ソー製 フレームカット122k)60gをドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ6.0gを含む水溶液500gを用いて30分間ホモミキサー(特殊加工工業製MODEL 4D)を用いて分散した。
(発泡剤含浸工程)
16リットルの攪拌機付きオートクレーブにリン酸3カルシウム360gとドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ6.0g、純水6000gに粒径が0.7〜1.0mmの上記と同じスチレン樹脂粒子(日立化成工業(株)製GP−M−SSB)6000gを投入し、攪拌しながら、上記の難燃剤分散液を添加した。
仕込み完了後、軟化剤としてトルエン78g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ6.0gを含む水溶液500gをホモミキサー(特殊加工工業製 MODEL40)を用いて20分間分散溶解したものを、60分間かけてオートクレーブ内に添加した。
添加終了後、90℃まで、昇温した後、プロパン40重量%、ブタン60重量%からなる発泡剤480gを60分間かけて添加を行った。さらに、60分後、120℃まで、90分間かけて昇温し、8時間保温した後、40℃に冷却しオートクレーブより取り出した。次いで、脱水、乾燥後、12メッシュ通過26メッシュ残にて分級した。
【0008】
(後処理工程)
上記で得た自己消火性ポリスチレン樹脂粒子に、第一リン酸アンモニウム12g、ジンクスステアレート12g、ヒマシ硬化油3.0gを加えて表面又は表面付近を被覆して被覆された自己消火性ポリスチレン樹脂粒子を得た。
(成形品評価)
得られた自己消火性ポリスチレン樹脂粒子をスチームを熱媒体として、かさ密度0.025g/mlまで、予備発泡し、熟成後、発泡成形して発泡成形品を得た。この時の、予備発泡時のブロッキングの発生量、自己消火性時間、ビーズ中臭素含有量を測定した。
【0009】
比較例1
テトラブロモビスフェノールAジアリルエーテルを150gとし、後処理工程において第一リン酸アンモニウムを被覆しなかった以外は、実施例1と同様におこなった。試験結果を表1に示した。
【0010】
比較例2
後処理工程において、第一リン酸アンモニウムを被覆しなかった以外は、実施例1と同様におこなった。試験結果を表1に示した。
【0011】
比較例3
テトラブロモビスフェノールAジアリルエーテルを30gとし、後処理工程において第一リン酸アンモニウムを30gとした以外は、実施例1と同様におこなった。試験結果を表1に示した。
ビーズ中臭素量:ビーズ燃焼後、イオンクロマトグラフにより臭素含有量(重量%)を測定した。
予備発泡時のブロッキング発生量測定:予備発泡時において、ブロッキング発生量(重量%)について調査した。
自己消火時間:JIS A9511に準拠した。
【0012】
【表1】
【0013】
【発明の効果】
本発明により、発泡性、成形性を損なうことなく、自己消火性に良好な発泡樹脂粒子及び発泡成形品が提供される。
Claims (2)
- ポリスチレン樹脂粒子に対し、テトラブロモビスフェノールAジアリルエーテルを1〜2重量%及び易揮発性発泡剤を3〜10重量%添加し含浸して得られる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をポリスチレン樹脂粒子に対し0.05〜0.5重量%のリン酸アンモニウムを添加して被覆した自己消火性ポリスチレン樹脂粒子。
- 請求項1に記載の自己消火性ポリスチレン樹脂粒子を発泡成形して得られる発泡成形品。
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