JPH0269567A - 組成物 - Google Patents

組成物

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JPH0269567A
JPH0269567A JP1183852A JP18385289A JPH0269567A JP H0269567 A JPH0269567 A JP H0269567A JP 1183852 A JP1183852 A JP 1183852A JP 18385289 A JP18385289 A JP 18385289A JP H0269567 A JPH0269567 A JP H0269567A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、硬化することができ難燃性でかつ耐熱性の高
い重合体樹脂を形成する樹脂およびこのような重合体樹
脂の製造方法に関するものである。
詳しく述べると、本発明は、1−オキサ−3−アザテト
ラリン基含有化合物と難燃剤との混合物および該混合物
の硬化により得られる重合体樹脂に関するものである。
(従来の技術および発明が解決しようとする課題)1−
オキサ−3−アザテトラリン基含有化合物およびそのプ
レポリマー(以下、「オキサゼン樹脂」という)は、例
えばスイス特許第574.978号、同579.113
号および同606.169号より公知である。これらは
、例えば式(A)によりホルムアルデヒドとアミンとの
反応により1−オキサ−3−アザテトラリン基 (ただし、式中、Rは例えば水素、ハロゲン、アルキル
またはアルコキシであり、またR′は脂肪族または芳香
族基である。) しかしながら、これらは他の方法によっても製造するこ
とができ、同様な生成物を生成する。
フェノール類、アミン類およびホルムアルデヒドの他の
公知の縮合反応とは逆に、上記反応においてはフェノー
ル性OH基が消耗される。上記式(A)によれば、反応
混合物中の該01(基の分析結果から合成された1−オ
キサ−3−アザテトラリン基の量を測定することが可能
である。
1−オキサ−3−アザテトラリン基含有化合物のプレポ
リマーは、前記オキサゼン樹脂の製造にも有用である。
若干の1−オキサ−3−アザテトラリン基は、重合中に
反応するので、これらのプレポリマーは、このようなプ
レポリマーを生成するのに使用されるモノマーにより与
えられるものよりも少い数の1−オキサ−3−アザテト
ラリン基を含んでいるであろう。しかしながら、直ちに
生成した生成物があるいは仮想モノマー反応生成物は、
実際に1−オキサ−3−アザテトラリン基を含有してい
ることが必須である。これは、官能基から当業者が容易
に計算できる。本発明により有用なオキサゼン樹脂また
はそのプレポリマーは、例えばモル比がスイス特許第6
06.169号に規定された限界内である場合に生成す
る。
フェノールおよびフェノール誘導体それぞれとアミン類
およびホルムアルデヒドとは、オキサゼン樹脂製造用の
出発ないし基本物質として使用される。
好ましくは、本発明用に、1−オキサ−3−アザテトラ
リン基含有化合物が使用され、これはフェノールおよび
アミン類から誘導され、そのうちの一成分は、1官能以
上である。
フェノール類の例としては、つぎのちのが挙げられる。
一価のフェノール類、例えばフェノール、m −および
p−クレゾール、m−およびp−エチルフェノール、m
−およびp−イソプロピルフェノール、m−およびp−
イソプロビロキシフェノール、m−およびp−クロロフ
ェノールおよびβ−ナフトール。ブロック化反応性位置
を含まないという面からは、メタ置換フェノール類が好
ましい。
二価フェノール類、例えば4.4′−ジヒドロキシジフ
ェニルメタン、3.3’ −ジヒドロキシジフェニルメ
タン、2.2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プ
ロパン、4.4’ −ジヒドロキシスチルベン、ハイド
ロキノン、ピロカテコールおよびレゾルシン。
最終的には、フェノールと混合されている低縮合度フェ
ノール−ホルムアルデヒドノボラック樹脂。
特に好ましいアミン類の例としては、つぎのちのが挙げ
られる。
アニリン、o +、 m−およびp−フェニレンジアミ
ン、ベンジジン、4−4’ −ジアミノジフェニルメタ
ン、シクロヘキシルアミン、エチリデンアミンおよびプ
ロピリデンアミン。
1−オキサ−3−アザテトラリン基含有化合物を基礎と
する重合体樹脂は、200℃を越えかつ300℃以下の
高温に対して耐熱性である。例えばエポキシ樹脂のよう
に高温に耐える他の重合体樹脂と有利に比較するにもか
かわらず、難燃剤は未だ多くの用途には不充分である。
ハロゲンを配合することによる該難削の改良の試みは、
火事の場合に多曾の毒性燃焼ガスを発生するという欠点
を生じる結果となっている。
エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂のようなあ
る種の不燃性重合体樹脂の耐炎性を重合体樹脂とは混合
し得ない難燃剤の添加により改良することは公知である
。しかしながら、自己消化性を与えるためには、このよ
うな高含量、例えばこれらの良好な機械的性質が失われ
る200phr以上の添加物が必要である。
通常、本願明細書におけるrphrJは、100重量部
の樹脂当りの添加物の重量を意味する。
したがって、このような系は、高度に強化された重合体
樹脂の製造には、実用上不適当である。
難燃性フェノール樹脂は、それ自体が機械的強度が極め
て低いので問題外である。重大な毒性の疑いがあるにも
かかわらず、ハロゲン化物系に代る満足すべきものは見
出されていない。
(課題を解決すべき手段) オキサゼン樹脂は、例えば30phrのポリリン酸アン
モニウムまたは水酸化アルミニウム程度の低含量の難燃
剤を添加することにより自己消化性が達成できることが
見出され、また化学的に安定でかつ不燃性の生成物は、
これを基礎として製造できる。
広くいえば、本発明は、硬化できて難燃性でありかつ2
80℃までの高温に耐え得る重合体樹脂を形成する樹脂
を提供するものであり、該樹脂は、(a)少なくとも1
種の熱硬化し得る1−オキサ−3−アザテトラリン基含
有化合物よりなる樹脂成分と、 (b)少なくとも1種の該樹脂成分(a)とは混合しな
い難燃剤よりなる第2の成分と、よりなる混合物である
(作用) 本発明の好ましい実施態様において、該樹脂の第2の成
分(b)は、 水酸化アルミウニラム、 水和炭酸カルシウムマグネシウム、 水酸化マグネシウム、 元素状赤リン、 リンの酸素酸類、 リンの酸素酸類の無機塩、 リンの酸素酸類の有機塩、 ポリリン酸塩、 ホウ酸類、および ホウ酸の塩類 よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物よりな
るものである。
樹脂成分(a)は硬化し得るエポキシ化合物を含んでい
てもよい。
高温での気泡の発生は、180℃以上、好ましくは18
0〜200℃の温度で該樹脂を硬化するかあるいは焼戻
しすることにより避けることができる。
これらの発見は、種々の理由のために、当業者にとって
は非常に驚くべきことである。
通常知られているように、エポキシ樹脂は、フェノール
−ホルムアルデヒドの縮合物を基礎とする樹脂よりも難
燃抵抗が低いことが知られている。
したがって、優れた難燃性がエポキシ化合物の添加によ
り破壊されるかも知れないという恐れがあった。事実、
この推測は誤りであることが証明された。
一方、気泡の発生は、180℃以上の温度ですでに起る
ことが予想されていた。この推測も誤りであることが証
明された。水和炭酸カルシウムマグネシウムは、例えば
230℃で分解するので、気泡の発生は上記温度以上の
温度であると予想されていた。しかしながら、1−オキ
サ−3−アザテトラリン基含有化合物および水和炭酸カ
ルシウムマグネシウムを基礎とする重合体・樹脂はエポ
キシ化合物の存在下または不存在下に280℃で完全に
安定性が残るが、燃焼時以上では、気泡の発生をほとん
ど示さない。
したがって、水和炭酸カルシウムマグネシウムは、エポ
キシ化合物を添加しない重合体樹脂用に特に有用である
オキセジン樹脂により所望の結果が、エポキシ樹脂単独
またはオキセブン/エポキシ樹脂とエポキシ樹脂とによ
る場合よりも難燃性が低いものが得られるのである。例
えば、顕著な結果は、下記量の水酸化アルミニウム[A
N 2  (OH) 3 ]により得られている。
オキセジン樹1                 4
0phr   AN  2  (OH)3オキセジン/
エポキシ樹脂            90phr  
 AN  2  (OH):+エポキシ1m     
         約 200phr   AN  2
  (OH)3処理技術以外は、添加剤の量の上限はな
い。300ph rまでの量の水酸化アルミニウムが成
形組成物に使用できる。
本願明細書を通じて、「水酸化アルミニウム」とはAl
  (OH)3の化学式で表わされる化合物である。こ
の化合物は、充填剤として知られかつ組成A、Q 0−
OH(酸化アルミニウムモノハイドレート、ボーキサイ
ト等)を有する化合物とは異なる。
本願明細書を通じて、「水和炭酸カルシウムマグネシウ
ム」とは、[水和された炭酸カルシウムマグネシウム」
である。例えば、好適な化合物は、その主成分として以
下の分析値を示す。
30%  Mg0 8%  CaO 53%  強熱減量(−44%CO2+ 9%+120
)元素状赤リンは、好ましくはマイクロカプセル状で使
用される。例えば好適なカプセル化化合物は、エポキシ
化合物である。
有利には、樹脂成分(a)は、さらに少なくとも1種の
硬化し得るエポキシ化合物、好ましくは1−オキサ−3
−アザテトラリン基含有化合物に対して少なくとも1重
量部特に5〜60重世部のn含有する。
この目的には、熱的に触媒作用によりあるいは硬化剤の
使用により硬化され得る通常エポキシ樹脂と称される1
または多官能エポキシ化合物が使用される。
このような好適なエポキシ化合物は、下記に記載されて
いる。
シトニー、エイチ、グツドマン著、ハンドブック、オブ
、サーモセット、プラスチックス(ノイス、パブリケー
ションズ、パークリッジ、ニューシャーシー州発行) 
(Sidney Il、 Goodman、 l1an
db。
ok、 of Thermoset PIastlcs
、 Noyes Publlcatlons、 Par
k Rldge、 NJ)。
ダフリュ、ジー、ボッター著、エポキシイド、レジン(
イリフエ、ブックス、ロンドン発行) (W、G、 P
otter、 Epoxide Re5ins、 l1
ife Books、 Lond。
n)、 ヘンリー ジーおよびクリス、ネビル著、ハンドブック
、オブ、エポキシ、レジンス(マクグローヒル、ブック
、カンパニー、ニューヨーク/サンフランシスコ/トロ
ント/ロンドン発行) (IlenryLee and
 Kr1s Neville、 l1andbook 
of Epoxy I?es1ns、 MeGran−
11yll Book Company、 New Y
ork/5anPrancisco/Toronto)
好ましくは、水酸化アルミニウムは少なくとも4Qph
 rの量、水和炭酸カルシウムマグネシウムは少なくと
も50ph rの量、ポリリン酸アンモニウムおよびリ
ン酸メラミンは少なくとも20phrの曾使用される。
これらの添加剤は、例えばステアレートまたはシランコ
ーティングとともにコーティング形態でも使用できる。
前記硬化性樹脂を100℃以上、好ましくは140〜2
20℃の温度で熱硬化させることにより高温および熱に
対して抵抗性がある難燃性重合体樹脂が得られる。
何利には、硬化した重合体樹脂、特に水酸化アルミニウ
ムを含むがエポキシ化合物を含まない重合体樹脂は、熱
的な後処理、好ましくは180〜220°Cの温度での
後処理に供される。
つぎの指針値は、糸口として約立つが、その期間は重合
体樹脂に損傷を与えることなく任意に延長できる。
180°Cで24時間または 200°Cで4時間または 220°Cで30分間。
これらの期間は、任意に比例的に組合わせることができ
る。例えば、次の焼戻しサイクルが有効であることが見
出されている。
200℃で30分間+220℃で30分間+230℃で
30分間+250℃で30分間。
リン酸メラミン含有系を使用することにより自己消化性
発泡プラスチックスが、特殊な発泡剤を添加することな
く製造できる。この発見はまた、樹脂の不存在下にはリ
ン酸メラミンは300°C以下の温度で安定であるから
当業者にとっては驚くべきことである。
上記のようにして得られる重合体樹脂の物性は、通常の
添加剤を添加することなくある種の利用に応じることが
できる。
以下の添加剤が特に重要である。
強化用繊維、例えば通常の短繊維、ステープルファイバ
ー、糸、布帛またはマット状のガラス、水晶、炭素、鉱
物および合成繊維。
可塑剤、特にリン化合物。
カーボンブラックまたはグラファイト。
充填剤。
染料。
マイクロ中空球状物。
金属粉。
ブリプレラグまたはSMC(シートモールデイングコン
パウンド)のホットプレス、フィラメントワインディン
グまたは真空含浸等のフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂またはエポキシ樹脂用に知られている方法が、本発明
による樹脂の処理に好適である。真空含浸の点からは0
.001mm未満の粒径を有する超微粒子が特に好適で
ある。
(実施例) 下記実施例において、後述する出発化合物および物質が
使用された。
1−オキサ−3−アザテトラリン化合物14.4′−ジ
アミノジフェニルメタンをフェノールおよびホルムアル
デヒドと1:2:4のモル比で反応させて調製した。そ
の構造式は、つぎのとおりである。
1−オサキー3−アザテトラリン化合物22モルのフェ
ノールと1モルのホルムアルデヒドとの反応生成物を2
モルのアニリンと4モルのホルムアルデヒドとの二次反
応により調製される。
平均組成は、つぎのとおりである。
1−オサキー3−アザテトラリン化合物3フエノールを
アニリンおよびホルムアルデヒドと1:1:2のモル比
で反応させて調製する。その構造式は、つぎりとおりで
ある。
エポキシ化合物1 液状ビスフエノルA−グリシジルテーテル。
エポキシ当m= 200商品名「エピコート828」)
エポキシ化合物2 3.4−エポキシシクロヘキシルメチル−3゜4−エポ
キシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名「アラル
ダイトCY179J)。
ブタンジオールジグリシジルエーテル (商品名[アラルダイトDYO26J )。
水酸化アルミニウムl Al2  (OH)3 、平均粒径0. 0008mm
0水酸化アルミニウム2 An 2  (OH) 3 、平均粒径0.020〜0
゜025讃■。
炭酸カルシウムマグネシウム 水和炭酸カルシウムマグネシウム、Ca38%、M g
 8%、加熱減量(700℃)53%(00244%、
H2O9%)、平均粒径0.00016mm。
水酸マグネシウム。
Mg (OH)2 、平均粒径0.0012mm、加熱
減量(1000℃)32%。
ポリリン酸アンモニウム。
(NH4)   2P  Oリン含量32%、n+2 
  n  3n+1 平均粒径0.03m讃。
リン酸メラミン。
C3H6N、 ・H3PO4、粒径0.075as+以
下。
リン酸ジメラミン。
(C3Ha No ) 2 ・H3PO4、粒径0.0
75+am以下。
赤リン 非晶質、粒径0.001〜0.050+am0亜リン酸 H3PO4、結晶質、粉砕。
オルソリン酸 H3PO4、液状。
ホウ酸 H3BO3、結晶質、粉砕。
ガラス布帛1 200 g / cI#、eln当りの端部の数=7×
7、アミノシラン仕上げ。
ガラス布帛2 110 g/cd、(至)当りの端部の数=24X24
、アミノシラン仕上げ。
試験板は、樹脂/添加剤混合物をテフロン加ニガラス板
の間で200℃で2時間硬化させて調整した。ガラス布
帛入り試験片用には、ガラス布帛は樹脂/添加剤混合物
により120℃で最初真空含浸させ、ついで鎖板をガラ
ス板の間で硬化させた。
難燃性は、UL94垂直試験の規則により試験した。結
果から判断すると、試験片の厚みは、より厚みの大きい
試験片が薄いものよりもUL94Vの分類に合致するの
で考慮される。
耐熱性は、試験片を280℃で15時間加熱し、ついで
体積の変化を測定することにより試験した。
体積の変化のない全ての試験片が気泡の生成やその他の
損傷を示さない。
実施例1〜27 試験結果は、第1表および第2表に集計されている。
実施例28 含浸用溶液を、330gの1−オキサ−3−アザテトラ
リン化合物1.170gのエポキシ化合物2,200g
のトルエン、390gの水酸化アルミニウム2および2
10gの水酸化アルミニウム1より調製した。ガラス布
帛2にこの溶液を塗布し、熱風チャンネル中で乾燥した
。このプリンプレグ10層を160℃で熱プレスし、2
20℃で1時間硬化させたときにlll11の厚さを有
する積層板を形成させた。
積層板は、つぎの物性を示した。
クラス               UL94−VO
可撓性試験: 縦方向            440  N/1tr
ta2横方向            385  N/
nus2弾性率           20.000 
 N/la■2比体積抵抗 室温で            11016oh −a
m200℃で                  4
XlO”olv  ・am250℃で        
5X 1109oh ・cs湿潤貯蔵後(95%相対湿
度)   8XLO13ohm −cm表面抵抗: 室温テ>1015101 5oh℃で          5 X 10”ohm
150℃で          4X 11010oh
湿潤貯蔵後(95%相対湿度)      >1101
5oh誘電率(IMHz)           5.
5損失率(I MHz )           0.
02実施例29 上記実施例28と同様な方法において厚さ1mmの積層
板を、500gの1−オサキー3−アザテトラリン化合
物2および300gの水酸化アルミニウムから調製した
。硬化は180℃で1時間かけて行なわれた。
積層板は、つぎの物性を示した。
クラスUL94−VO

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)少なくとも1種の熱硬化し得る1−オキサ
    −3−アザテトラリン基含有化合物 よりなる樹脂成分と、 (b)少なくとも1種の該樹脂成分(a) とは混合しない難燃剤よりなる第2の成分 と よりなる混合物である硬化して難燃性および高温抵抗を
    有する重合体樹脂を形成し得る樹脂。
  2. (2)第2の成分(b)は、 水酸化アルミニウム、 水和炭酸カルシウムマグネシウム、 水酸化マグネシウム、 元素状赤リン、 リンの酸素酸類、 リンの酸素酸類の無機塩、 リンの酸素酸類の有機塩、 ポリリン酸塩類、 ホウ酸類、および ホウ酸の塩類 よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物よりな
    るものである請求項1に記載の樹脂。
  3. (3)第2の成分(b)が100重量部の樹脂成分(a
    )当り少なくとも50重量部の水酸化マグネシウムを含
    有してなる請求項2に記載の樹脂。
  4. (4)第2の成分(b)がポリリン酸アンモニウムを含
    有してなる請求項2に記載の樹脂。
  5. (5)第2の成分(b)が(NH_4PO_3)_nの
    式のポリリン酸アンモニウムを含有してなる請求項4に
    記載の樹脂。
  6. (6)第2の成分(b)が(NH_4)_n_+_2P
    _nO_3_n_+_1の式のポリリン酸アンモニウム
    を含有してなる請求項4に記載の樹脂。
  7. (7)第2の成分(b)が100重量部の樹脂成分(a
    )当り少なくとも20重量部のポリリン酸アンモニウム
    を含有してなる請求項4に記載の樹脂。
  8. (8)第2の成分(b)がリン酸メラミンを含有してな
    る請求項2に記載の樹脂。
  9. (9)第2の成分(b)がC_3H_6N_6H_3P
    O_4の式のリン酸モノメラミンを含有してなる請求項
    8に記載の樹脂。
  10. (10)第2の成分(b)が(C_3H_6N_6)_
    2H_3PO_4の式のリン酸ジメラミンを含有してな
    る請求項8に記載の樹脂。
  11. (11)第2の成分(b)が100重量部の樹脂成分(
    a)当り少なくとも20重量部のリン酸メラミンを含有
    してなる請求項8に記載の樹脂。
  12. (12)第2の成分(b)がホウ酸亜鉛を含有してなる
    請求項2に記載の樹脂。
  13. (13)樹脂成分(a)がさらに硬化し得るエポキシ化
    合物を含有してなる請求項1〜12に記載の少なくとも
    1種の樹脂。
  14. (14)樹脂成分(a)が100重量の1−オキサ−3
    −アザテトラリン基含有化合物当り少なくとも5重量部
    のエポキシ化合物を含有してなる請求項13に記載の樹
    脂。
  15. (15)樹脂成分(a)が100重量部の1−オキサ−
    3−アザテトラリン基含有化合物当り5〜60重量部の
    エポキシ化合物を含有してなる請求項14に記載の樹脂
  16. (16)樹脂が100重量部の樹脂成分(a)当り少な
    くとも40重量部の水酸化アルミニウムを含有してなる
    請求項1、2および13〜15の少なくとも一つに記載
    の樹脂。
  17. (17)樹脂が100重量部の樹脂成分(a)当り少な
    くとも500重量部の水和炭酸カルシウムマグネシウム
    を含有してなる請求項1、2および13〜15の少なく
    とも一つに記載の樹脂。
  18. (18)1−オキサ−3−アザテトラリン基含有化合物
    がフェノールおよびアミンより形式上誘導され、その一
    成分は1官能以上である請求項1〜17の少なくとも一
    つに記載の樹脂。
  19. (19)請求項1〜18に記載の少なくとも1種の樹脂
    である難燃性および高温抵抗を有する重合性樹脂を硬化
    または焼戻してなる重合性樹脂の製造方法。
  20. (20)水酸化アルミニウムを含有する樹脂が180〜
    200℃の温度で硬化または焼戻されてなる請求項19
    に記載の方法。
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