JPH02293317A - 水酸化マグネシウム粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、水酸化マグネシウム粒子に関する．さらに詳
しくは、本発明は、熱可塑性樹脂の充填剤、特に難燃化
剤として有利に使用される水酸化マグネシウム粒子に関
する． ［発明の背景］ 従来から、熱可塑性樹脂に配合する難燃化剤として、水
酸化マグネシウムを使用することが知られている．上記
水酸化マグネシウム粒子を難燃化剤として配合して得ら
れる難燃性樹脂は、燃焼しても有害ガスあるいは腐食性
ガスを発生せず、分子中にハロゲン分子を有する難燃性
樹脂あるいはハロゲン系難燃化剤を配合して得られる樹
脂に比較して安全であるので、電気部品、電線外被材お
よびケーブル外被材などの用途に広〈用いられている． 水酸化マグネシウム粒子を熱可塑性樹脂に配合して難燃
性を得るためには、該樹脂１００重量部に対して水酸化
マグネシウム粒子を例えば５０重量部程度充填する必要
があり、さらに充分な難燃性を得るためには数重量倍程
度まで充填しなければならない．ところが、水酸化マグ
ネシウムは水酸基を有しており親木性であるので、水酸
化マグネシウム粒子は、有機高分子体である熱可塑性樹
脂に対する分散性が低く、該樹脂に上述の量にて充填し
た場合には、樹脂の耐衝撃性、引張強伸度などの機械的
特性、および成形加工性（通常、メルトインデックスで
表わされる）が低下する傾向がある． そこで、上述の水酸化マグネシウム粒子を難燃化剤とし
て配合して得られる難燃化熱可塑性樹詣の問題点を解決
するために、水酸化マグネシウムなど水酸基を有する金
属化合物の表面を界面活性剤で被覆（コーティング）す
ることが提案されている．たとえば，特開昭５２−３０
２６２号公報には、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マ
グネシウム，ハイドロタルサイト類似化合物など表面が
正に帯電している粉体の表面に、アルキル硫酸、アルギ
ルアリールスルホン酸、高級脂肪酸のアルカリ金属塩な
どアニオン系表面活性剤を化学吸着させてモノレイヤー
（単分子の薄層）を形成することにより上記の粉体表面
を親油性（疎水性）化する技術が開示されている．上記
公報の記載によれば、粉体表面を界面活性剤で親油性化
することにより、該粉体の熱可塑性樹脂に対する分散性
を改良することができるとされている． しかしながら、本発明者の検討によれば、上記の方法に
より粉体の熱可塑性樹脂に対する分散性はある程度改良
できるものの、該粉体を配合したｐ！％町塑性樹脂は成
形加工性が低減する傾向があることが判明した．熱可塑
性樹詣の成形加工性が低減すると、例えば押出成形によ
りケーブル外被材を製造する際に、スクリュー負荷電流
が上昇するので押出成形速度を低下させざるを得す、製
造コストのｔ昇につながるという問題がある．そこで、
熱可塑性樹脂に大量に配合された場合に該樹脂の成形加
工性を低下させることのない、水酸化マグネシウム粒子
の開発が望まれる．［発明の目的］ 本発明の目的は、配合された熱可塑性樹脂において良好
な成形加工性が得られる水酸化マグネシウム粒子を提供
することにある． ［発明の要旨］ 本発明者は、配合された熱可塑性樹脂の成形加工性を低
下させることのない水酸化マグネシウム難燃化剤につい
て，検討を重ねた．その結果、水酸化マグネシウム粒子
の表面に、酸性基を有し疎水性である樹脂からなる被覆
層を形成し、該粒子を熱可塑性樹脂に配合することによ
って、熱可塑性樹漬と水酸化マグネシウム粒子との間の
滑り性が改良され、良好な成形加工性を有する熱可塑性
樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成させ
た． 従って本発明は、粒子表面に、酸性基を有し疎水性であ
る樹脂からなる被覆層を有することを特徴とする水酸化
マグネシウム粒子にある．本発明の水酸化マグネシウム
粒子の好ましい態様は以下の通りである． （１）上記酸性基が、フェノール性水酸基、またはカル
ポキシル基であること． （２）上記樹脂が，フェノール樹脂，またはマレイン酸
樹脂であること． （３）上記樹脂が、酸価が２〜５０の範囲にある樹脂で
あること． （４）上記樹脂が、軟化点が８０〜１６０℃の範囲にあ
る樹脂であること． （５）上記水酸化マグネシウム粒子が、平均粒子径が０
．２　〜１０ＪＬｍの範囲にあり、ＢＥＴ比表面積が３
０ｍ′／ｇ以下の粒子であること．（６）上記水酸化マ
グネシウム粒子が、水酸化マグネシウム１００重量部に
対して、０．５〜５重量部の上記樹脂からなる被覆層を
有すること．（７）上記樹脂からなる被覆層が、水酸化
マグネシウム粒子表面に高級脂肪酸のアルカリ金属塩か
らなる被覆層を介して形成されていること．［発明の効
果］ 本発明において、水酸化マグネシウム粒子表面に被覆層
を形成する樹脂は、フェノール性水酸基、またはカルポ
キシル基などの酸性基を有するので上記粒子表面に対し
て親和性があり、上記被覆層を有利に形成することがで
きる．また上記樹脂は、ポリオレフィン樹脂などの熱可
塑性樹脂に対する親和性の高い疎水性樹詣であるので、
上記粒子表面を有利に疎水化することができる．さらに
、上記樹脂はポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂に
対する相溶性が低いので、上述の樹１指からなる被覆層
を有する本発明の水酸化マグネシウム粒子を熱可塑性樹
脂に配合した際に、該粒子と熱可塑性樹脂との界面にお
いて良好な滑り性が得られる．従って、上記水酸化マグ
ネシウム粒子を配合した熱可塑性樹脂は，高いメルトイ
ンデックスを示し、良好な成形加工性が得られる．上述
の効果により、上記水酸化マグネシウム粒子を配合した
熱可塑性樹脂は、従来公知の水醸化マグネシウム粒子を
充填剤として使用した熱可塑性樹脂と同等の難燃性、お
よび機械的特性が得られる． ［発明の詳細な記述］ 本発明の水酸化マグネシウム粒子は、粒子表面に、酸性
基を有し疎水性である樹脂からなる被覆層を有すること
を特徴とする． 上記粒子の原料として使用する水酸化マグネシウム粒子
に特に限定はないが、平均粒子径が０．２〜ＩＯｐｍの
範囲にあり、ＢＥＴ比表面積３０ｒｒｆ／ｇ以下の粒子
であることが、樹脂に対する分散性、および該粒子を配
合した樹脂組成物の成形加工性あるいは機械的特性の点
で好ましい．上記原料として使用する水酸化マグネシウ
ム粒子は，その形状が厚みのある六角板状であって、モ
均粒子径０　．２　〜５ＪＬｍ．ＢＥＴ比表面積２ｏｒ
ｒ＋′／ｇ以下、ブレーン比表面積５ゴ／ｇ以下、嵩密
度０．２〜０．６ｇ／ｃｎｆ、および、吸油量２５〜４
０ｍｕ７１００ｇの範囲の粒子であることがさらに好ま
しい． 上記酸性基を有し疎水性である樹脂は、酸性基として、
フェノール性水酸基、またはカルポキシル基を有する樹
脂であることが好ましく、ポリオレフィン樹脂などの熱
可塑性樹脂に対する親和性の高い疎水性樹脂であること
が好ましい．さらに、上記樹脂は、フェノール樹脂，ま
たはマレイン酸樹脂であることが好ましい． 上記フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類と
から得られる樹脂であればよく、上記フェノール類はア
ルキル基などの置換基を有していてもよい．また，上記
フェノール樹詣は，ロジンなどで変性された樹脂であっ
てもよい．上記フェノール樹脂として、例えば、アルキ
ルフェノール●ホルムアルデヒト樹脂，ロジン変性フェ
ノール樹脂などを挙げることができる．上記マレイン酸
樹脂は、無水マレイン酸と多価アルコールとから得られ
る樹脂であり、ロジンなどで変性された樹脂であること
が好ましい．上述の樹脂の有する酸性基の数は酸価を指
標として表わされ、上述の樹脂は酸価が通常２〜５０、
さらに３〜４０の範囲にある樹脂であることが好ましい
．上記酸価は、樹脂ｔｇを中和するのに必要な水酸化カ
リウムのｍｇ数で表わされる．上記酸価は、試料（樹詣
）０．５ｇを３０ｍＪ１のアルコールートルエン混合液
に溶解し、フェノールフタレインを指示薬としてＮ／５
水酸化カリウムーメタノール溶液で滴定し、うすい紅色
が３０秒間続いたときを中和の終点として、次の式から
算出された値である． 酸価＝　ｖ　（ｍｕ　）　Ｘ　ｆ　Ｘ５６．１／試料重
量（ｇ）（ただし、ＶはＮ／５水酸化力リウムーメタノ
ール溶液の滴下量を、ｆはＮ／５水酸化カリウムーメタ
ノール溶液の力価を表わす） 上述の樹脂は、該樹詣からなる被覆層を有する水酸化マ
グネシウム粒子を熱可塑性樹脂に配合して得られた樹脂
組成物中にて、樹脂複合材料としての耐熱性を維持する
ことのできる軟化点を有していることが好ましく、軟化
点が，８０〜１６０℃の範囲にある樹脂であることが好
ましい．ただし、上記軟化点は、ＪＩＳ　　Ｋ７２３４
　（環球法）によって測定された値である． 上述の樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、二種以上
を混合して用いてもよい．また、樹脂全体の５０重量％
以内の範囲で他の樹脂を混合して用いてもよい．上記フ
ェノール樹脂またはマレイン酸樹脂と混合して用いるこ
とのできる樹脂としては、例えば，天然または合成ゴム
状ボリマーを挙げることができる． 上記水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウム１
００重量部に対して、０．５〜５重量部の上述の樹脂か
らなる被覆層を有することが好ましい．上述の被覆層を
形成する樹脂が、０．５重量部より少ないと水酸化マグ
ネシウム粒子と該粒子を配合した熱可塑性樹脂との間の
滑り性を改良する効果が得られに〈〈、５重量部より多
いと成形加工性は向上するものの、得られる樹脂組成物
の機械的特性が低下する傾向がある． また、上記水酸化マグネシウム粒子は、上記被覆層が、
原料となる水酸化マグネシウム粒子表面に高級脂肪酸の
アルカリ金属塩からなる被覆層を介して形成されている
ことが好ましい．水酸化マグネシウム粒子は、前述のと
おり親木性であるので、上記原料となる水酸化マグネシ
ウム粒子の表面に高級脂肪酸のアルカリ金属塩からなる
被覆層を形成することによりその表面が疎水化され、該
粒子表面と上述の樹脂との間に適度の親和性が得られる
ので、上述の樹脂からなる被覆層を有利に形成すること
ができる． 上記高級脂肪酸のアルカリ金属塩としては、炭素数１０
〜１８の高級脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩で
あることが好ましく、たとえば、オレイン酸、ステアリ
ン酸、バルミチン酸，およびラウリル酸などのナトリウ
ム塩またはカリウム塩を挙げることができる．上記高級
脂肪酸のアルカリ金属塩は単独で用いてもよく、二種以
上を混合してもよいが、ステアリン酸ナトリウムまたは
，オレイン酸ナトリウムを用いることが特に好ましい．
上記高級脂肪酸のアルカリ金属塩からなる被覆層は、従
来公知の方法（例えば、特開昭５２−３０２６２号公報
参照）を用いて形成することかでさる． 本発明の水酸化マグネシウム粒子は、前述の原本４とな
る水酸化マグネシウム粒子に含まれる水酸化マグネシウ
ム１００重量部に対して、前述の被覆層を形成する樹脂
０．５〜５重量部を添加し、該樹脂の軟化点以上の温度
で、好ましくは１２０〜２００℃の温度範囲にて、３〜
３０分間攪拌混合したのち、冷却することにより、有利
に製造することができる．上述の攪拌混合処理は、加圧
型二一グー、万濠ミキサー、ポニーミキサー、バンバリ
ーミキサー、および、ブラベンダープラストグラフなど
の通常の粉粒体の混練、混合、または、樹脂の加熱混練
処理に使用される装置を用いて行なうことができる． また、本発明の水酸化マグネシウム粒子は、前述の被覆
層を形成する樹脂のトルエン、キシレン，クロロホルム
、アセトンなどの有機溶媒溶液と混合したのち、溶媒を
減圧乾燥、熱風乾燥など通常の方法で除去し、乾燥する
ことによって製造してもよい． 上記原料となる水酸化マグネシウム粒子の表面を疎水化
処理する場合には，たとえば、原料となる水酸化マグネ
シウム粒子１〜５０重量％を含むスラリーに前記高級脂
肪酸のアルカリ金属塩を粉末または水スラリーの形にて
、上記原料となる水酸化マグネシウム粒子１００重量部
に対して０．５〜５重量部、好まし〈は０．５〜３重量
部の割合で添加し、５０〜１００℃の温度範囲にて３〜
３００分攪拌した後、鑓過、水洗することにより行なう
ことができる．上述の疎水化処理（高級脂肪酸のアルカ
リ金属塩からなる被覆層の形成）を行なった水酸化マグ
ネシウム粒子は一旦乾燥したのち、前述の本発明の水酸
化マグネシウム粒子の製造方法における原料として使用
することが好ましい． 上述の製造方法によって得られる、前述の樹脂からなる
被覆層を有する水酸化マグネシウム粒子は、凝集状態に
て得られることが多いので、解砕することが好ましい． なお、前述の樹脂からなる被覆層は、水酸化マグネシウ
ム粒子の表面に有利に形成することができるが、水酸化
マグネシウム粒子以外に、水酸化アルミニウム、塩基性
炭酸マグネシウム、および、ハイドロタルサイトなどの
一般に熱可塑性樹脂の充填剤として使用される粒子であ
って、表面が正に帯電している粒子の表面に形成するこ
ともできる． 本発明の水酸化マグネシウム粒子は，熱可塑性樹脂の充
填剤、特に難燃化剤として、難燃性樹脂組成物を製造す
る用途に有利に使用することができる．上記水酸化マグ
ネシウム粒子を難燃化剤として使用する場合には、熱可
塑性樹脂１００重量部に対して、上記粒子を通常５゜０
〜５００重量部、好ましくは５０〜３００重量部配合す
る．上記水酸化マグネシウム粒子の配合量が，上記熱可
塑性樹脂１００重量部に対して５０重量部未満であると
きには樹脂に対する難燃化効果が低〈、また５００重量
部をこえる場合には上記難燃性樹脂累成物の成形加工性
および機械的強伸度が不充分になる傾向がある． 上記水酸化マグネシウム粒子を配合する熱可塑性樹脂は
、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましく、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、および、各種エチレンコボリ
マー，たとえば、エチレンーブテンコボリマー，エチレ
ンープロピレンコボリマー、エチレンーアクリル酸エチ
ルコボリマー、エチレンー酢酸ビニルコポリマー，エチ
レンーメタクリル酸メチルコボリマーなどを挙げること
ができる．上記の樹脂は、単独で用いてもよく、二種以
上を混合して用いてもよい．上記水酸化マグネシウム粒
子の表面に被覆層を形成している前述の樹脂は、ポリオ
レフインなとの熱可塑性樹脂に対する相溶性が低いので
、上記水酸化マグネシウム粒子を熱可塑性樹脂に配合し
た際に、得られた樹脂組成物中の粒子一樹脂界面におい
て良好な滑り性が得られ、加熱成形時に高いメルトイン
デックスを示す． 上記の難燃性樹脂組成物は、上記水酸化マグネシウム粒
子を前記熱可塑性樹脂に前述の範囲の敬にて配合し，バ
ンバリーミキサー、ブラベンダープラストグラフ、二軸
押出機、ロールなど通常の混練装置を用いて加熱溶融・
混練することにより、製造することができる．上記難燃
性樹脂組成物は，前記水酸化マグネシウム粒子の他に、
架橋剤、酸化防止剤、滑剤、軟化剤および分散剤など、
一般に熱可塑性樹脂組成物に使用される充填剤、添加剤
などを含んでいてもよい。

次に、実施例および比較例を示す． ［実施例ｌ］ 平均粒子径１鉢ｍ，ＢＥＴ比表面積６ｒｒｆ／ｇの水酸
化マグネシウム粒子１．０ｋｇを含む水スラリ−２０！
Ｌを調製し、該スラリーにステアリン酸ナトリウム２０
ｇを添加し、７０℃にて１時間攪拌した後、固形分を濾
過洗浄した． 次いで、得られた粒子４０ｇと、ロジン変性マレイン酸
樹脂（播磨化成工業輛製、商品名：ハリマックＲ−８０
．酸価ｌ８．６、軟化点８５℃）０．８ｇとを、１５０
℃に加熱されたブラベンダープラストグラフに投入し，
回転数６Ｏｒｐｍにて１５分間混合したのち、冷却して
、水酸化マグネシウム粒子を得た．上記粒子は、粒子表
面に、ステアリン酸ナトリウムからなる被覆層を介して
、ロジン変性マレイン酸樹脂からなる被覆層が形成され
ていた・ 次に、ポリエチレン２５ｇ（住友化学工業輛製、商品名
；エクセレンＶＬＩＯＯ、２２．０ｇと住友化学工業■
製、商品名：ボンダインＨＸ８２９０、３．０ｇとの混
合物）に、上記水酸化マグネシウム粒子３７．５ｇを添
加して、１７０℃に加熱されたブラベンダーブラストグ
ラフに投入し、回転数６Ｏｒｐｍにて１５分間混練し、
さらに１５０℃に加熱されたロールで５分間混線後、シ
ート状にし、１６０℃で加圧成形して、厚さｌｍｍの難
燃性樹脂組成物シートを得た．上記難燃性樹脂組成物シ
ートについて、メルトインデックス（成形加工性の尺度
），引張強さ，伸び、および酸素指数（難燃性の尺度）
を測定した．上記測定結果、および、上記水酸化マグネ
シウム粒子の上記樹脂組成物中での分散性の評価を第１
表に示す． ［実施例２］ 実施例ｌで使用したロジン変性マレイン酸樹脂を別のロ
ジン変性マレイン酸樹脂（播磨化成工業■製、商品名：
ハリマックＭ４５３、酸価２１．９、軟化点１０２℃）
に変えた外は，実施例ｌと同様にして，粒子表面に、ス
テアリン酸ナトリウムからなる被覆層を介して、ロジン
変性マレイン酸樹脂からなる被覆層が形成された水酸化
マグネシウム粒子を得た。

上記水酸化マグネシウム粒子を使用した外は、実施例ｌ
と同様にして難燃性樹脂組成物シートを得た． 上記難燃性樹脂組成物シートについて、メルトインデッ
クス、引張強さ、伸び、および酸素指数を測定した．上
記測定結果、および、上記水酸化マグネシウム粒子の上
記樹脂組成物中での分散性の評価を第１表に示す． ［実施例３］ 実施例１で使用したロジン変性マレイン酸樹詣をさらに
別のロジン変性マレイン酸樹脂（播磨化成工業■製、商
品名；ハリマック１４５ｐ、酸価２３．７、軟化点１４
５℃）に変え、１６０℃に加熱されたブラベンダープラ
ストグラフに投入、混合した以外は，実施例ｌと同様に
して、粒子表面に，ステアリン酸ナトリウムからなる被
覆層を介して，ロジン変性マレイン酸樹脂からなる被覆
層が形成された水酸化マグネシウム粒子を得た．上記水
酸化マグネシウム粒子を使用した外は、実施例１と同様
にして難燃性樹脂組成物シートを得た． 上記難燃性樹脂組成物シートについて、メルトインデッ
クス、引張強さ、伸び、および酸素指数を測定した．上
記測定結果、および、上記水酸化マグネシウム粒子の上
記樹詣組成物中での分散性の評価を第１表に示す． ［実施例４１ 実施例ｌで使用したロジン変性マレイン酸樹脂をアルキ
ルフェノールφホルムアルデヒド樹脂（田岡化学工業輛
製、商品名；タッキロール１３０−Ｇ、酸価３．５，軟
化点９６．３℃）に変えた外は，実施例ｌと同様にして
，粒子表面に，ステアリン酸ナトリウムからなる被覆層
を介して，フェノール会ホルムアルデヒド樹脂からなる
被覆層が形成された水酸化マグネシウム粒子を得た． 上記水酸化マグネシウム粒子を使用した外は、実施例ｌ
と同様にして難燃性樹脂組成物シートを得た． 上記難燃性樹脂組成物シートについて、メルトインデッ
クス、引張強さ、伸び、および酸素指数を測定した．上
記測定結果、および、上記水酸化マグネシウム粒子の上
記樹詣組成物中での分散性の評価を第１表に示す． ［比較例１］ ロジン変性マレイン酸樹脂を用いなかった外は、実施例
１と同様にして、ステアリン酸ナトリウムからなる被覆
層を有する水酸化マグネシウム粒子を得た． 実施例ｌで使用したものと同じポリエチレン２５ｇに、
上記水酸化マグネシウム粒子３７．５ｇを添加した外は
、実施例ｌと同様にして難燃性樹脂組成物シートを得た
． 上記難燃性樹脂組成物シートについて，メルトインデッ
クス、引張強さ、伸び、および酸素指数を測定した．上
記測定結果，および、上記水酸化マグネシウム粒子の上
記樹詣組成物中での分散性の評価を第１表に示す． 以下余白 第１表 ｌ ｌ メルトイ冫チブクス （ｇ／　ｌＯｍｉｎ） 引張強さ （ｋｇ／■腸２） 伸び　（＄）　５６０ 酸素指数　３９．５ ■．０２ ０．２１ ０．２０ １．１０ ４０．０ ０．１３ １．０５ ３９．５ ０．２３ ！．ｌ３ ４０．０ ０．０８ １．１２ ４０．０ 樹脂組成物中 での分散性　ＡＡ ＡＡ ＡＡ ＡＡ ＢＢ 樹脂組成物中での分散性の評価： 分散性良好 分散性一部不良 ＡＡ ＢＢ ［物性の評価１ 本発明の水酸化マグネシウム粒子は、樹詣組成物中マの
分散性が，従来品よりも優れている．また、本発明の水
酸化マグネシウム粒子を配合したポリエチレン樹脂組成
物は、従来品と同等の機械的特性（引張強さおよび伸び
）および難燃性（酸素指数）を有し、しかも、メルトイ
ンデックスは従来品よりも高い値を示している．このこ
とから、本発明の水酸化マグネシウム粒子を配合するこ
とによって、樹脂の成形加工性が改良されることが明ら
かである． 特許出願人　宇部化学工業株式会社 代　理　人　弁理士　柳川　泰　男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粒子表面に、酸性基を有し疎水性である樹脂からな
   る被覆層を有することを特徴とする水酸化マグネシウム
   粒子。