JP5544703B2 - 難燃性材料及び成形体 - Google Patents
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Description
分解ポリプロピレン樹脂は、重量平均分子量(Mw)が5万〜20万であると、成形等を良好に行うことができ、且つ難燃性を確保することができる。5万未満では、成形が困難になると共に、成形体が脱型時に割れてしまうおそれがある。一方、20万を超えると難燃性がなくなる。好ましい範囲として、本発明では10万〜19万とした。
ポリプロピレン樹脂としては、ブロックポリプロピレンを用いる。
重量平均分子量としては、特に限定はされないが、20万〜60万であることが好ましい。
無機フィラーとしては、特に限定はされないが、炭酸カルシウム、タルク、ワラストナイト、マイカ、クレー、シリカ等が例示でき、配合することにより剛性等の物性が向上することから、炭酸カルシウム、タルク、ワラストナイト、マイカ等が好ましい。
無機フィラーの大きさとしては、特に限定はされないが、混練等の加工がしやすく、且つ成形体の表面状態も良好になることから、平均粒径で1〜500μmであることが好ましい。
有機過酸化物としては、特に限定はされないが、ポリプロピレン樹脂を分解してその分子量を小さくすることができるものが挙げられ、具体的には、ベンゾイルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル4,4’−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、α、α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチルパーオキシクメン等が例示できる。
有機過酸化物の配合割合としては、特に限定はされないが、ポリプロピレン樹脂と無機フィラーとの合計量100質量部に対し、0.2〜2質量部であることが好ましく、より好ましくは、0.4〜1.2質量部である。有機過酸化物の配合割合をポリプロピレン樹脂と無機フィラーとの合計量に対する割合で規定するのは、無機フィラーは有機過酸化物によるポリプロピレン樹脂の分解反応の阻害因子として働くため、無機フィラーの存在下で有機過酸化物によるポリプロピレン樹脂の分解を行うと、無機フィラーの配合量により分解ポリプロピレン樹脂の分子量も変化することによる。また、有機過酸化物は、タルク、クレイ等の無機フィラーやゴム等で希釈されていてもよい。
ポリプロピレン樹脂と無機フィラーとの配合割合が、質量比(ポリプロピレン樹脂/無機フィラー)で、95/5〜10/90であると、成形等を良好に行うことができ、且つ難燃性を確保することができる。95/5より無機フィラーの割合が小さいと、難燃性がなくなる。一方、10/90より無機フィラーの割合が大きいと、成形を良好に行うことができなくなる。好ましくは、90/10〜20/80である。
ポリプロピレン樹脂を有機過酸化物と共に溶融混練する方法としては、特に限定はされないが、バンバリーミキサーや加圧式ニーダ−等を用いるバッチ式でもよいし、二軸押出機等を用いる連続式でもよい。また、溶融混練するときの槽内を加熱する温度としては、特に限定はされないが、200〜240℃であることが好ましい。また、溶融混練は、分解ポリプロピレン樹脂と無機フィラーとの混練を一緒に行う、すなわち、ポリプロピレン樹脂、有機過酸化物及び無機フィラーを混練機に入れ、溶融混練してもよいし、無機フィラーを除くポリプロピレン樹脂と有機過酸化物とを混練機に入れ、溶融混練してもよい。
着色剤、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤、光安定剤、滑剤、帯電防止剤、有機繊維、充填剤、強化剤、核剤等の他の配合剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
成形体を成形する方法としては、特に限定はされないが、射出成形、プレス成形、押出成形、ブロー成形等の樹脂材料の成形に用いられる方法が例示できる。
成形体の用途としては、特に限定はされないが、コンソールボックス、インストゥルメントパネル等の自動車の内装品、電子機器のバッテリーケース等が例示できる。また、樹脂製品の表面を難燃性にするため、二色成形等により、樹脂製品の表面層として用いてもよいし、樹脂製品の燃焼熱量を低減させるため、樹脂製品のコア層として用いてもよい。
燃焼速度の測定は、JIS D1201のMVSS燃焼試験に準拠して行った。
測定用の試験片は、シリンダー設定温度230℃、金型温度40℃の成形条件で、80t射出成形機を用いて成形した。
分解PP樹脂(分解ポリプロピレン樹脂)の重量平均分子量の測定は、高温GPCシステム(日本ウォーターズ社製)を用い、ポリスチレン換算の値を求めた。但し、比較例8、9については、分解PP樹脂と、分解された、高密度PE樹脂又はEPDMとが渾然一体となっており、分離できないことから、分離しない状態、すなわち、分解PP樹脂と、分解された、高密度PE樹脂又はEPDMとの混合物の重量平均分子量を測定した。
上記燃焼速度測定用の試験片を作成するのと同じ成形条件で、80t射出成形機を用いて、70mm四方の平板(厚さ2mm)の成形体を成形し、その表面の状態を目視にて官能評価した。
表面外観が良好なものは○とし、表面外観が不良なものは×と評価した。
上記のようにして射出成形したときの良否を評価した。
滞留安定性、流動性等の問題がなく成形できた場合は○とし、流動不足、計量不良等の問題が成形時にあった場合は×と評価した。
一方、低分子量(0.7万)のポリプロピレン樹脂と炭酸カルシウムとからなる比較例1は、射出成形により成形体を成形することができなかった。
有機過酸化物を配合しなかったことで、実施例に用いたポリプロピレン樹脂を分解ポリプロピレン樹脂にしなかった比較例2、3は、無機フィラーの配合の有無には関係なく、燃焼しており、難燃性にはならなかった。
有機過酸化物との溶融混練により、ポリプロピレン樹脂を重量平均分子量が14万の分解ポリプロピレン樹脂にした比較例4は、無機フィラーが配合されていないことから、燃焼しており、難燃性にはならなかった。
無機フィラーを多く(95質量部)配合した比較例5は、射出成形時に問題があり、且つ成形体の外観も良好ではなかった。
重量平均分子量が13万ではあるものの、樹脂が分解ポリプロピレン樹脂ではない比較例6、7は、燃焼しており、難燃性にはならなかった。
有機過酸化物との溶融混練により、ポリプロピレン樹脂を重量平均分子量が17万の分解ポリプロピレン樹脂にしたにもかかわらず比較例8、9は、ポリプロピレンよりも燃焼しやすい、高密度PE樹脂又はEPDMの分解物を含んでいることから、燃焼しており、難燃性にはならなかった。
ポリプロピレンよりも燃焼しやすいEPDMが配合されている比較例10は、燃焼しており、難燃性にはならなかった。
11 無機フィラー
Claims (3)
- 有機過酸化物と共にブロックポリプロピレン樹脂を溶融混練することにより該ブロックポリプロピレン樹脂を分解して分子量を小さくした分解ポリプロピレン樹脂と、無機フィラーとからなり、前記分解ポリプロピレン樹脂以外のポリマー成分は実質的に含まないものであり、
前記分解ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量が10万〜19万であり、
前記ブロックポリプロピレン樹脂と前記無機フィラーとの配合割合が質量比(ポリプロピレン樹脂/無機フィラー)で95/5〜10/90であり、
JIS D1201のMVSS燃焼試験に準拠して測定した燃焼速度が0mm/分であることを特徴とする難燃性材料。 - 前記無機フィラーが、炭酸カルシウム、タルク、ワラストナイト又はマイカである請求項1記載の難燃性材料。
- 請求項1又は2記載の難燃性材料を成形してなる成形体。
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