JPH062843B2 - 難燃剤および難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、難燃剤および該難燃剤を含有する耐水性およ
び耐酸性に優れた難燃性樹脂組成物に関する。さらに詳
しくは、水酸化マグネシウムをアルコールリン酸エステ
ルのジアルコールアミン塩またはアルカリ金属塩で表面
処理した難燃剤および該難燃剤を含有する難燃性樹脂組
成物に関する。

［従来の技術］ 有機ハロゲン化合物または有機ハロゲン化合物と三酸化
アンチモンの組合わせからなるいわゆるハロゲン系の合
成樹脂難燃剤は、火災時に大量の煙と有毒ガスを発生す
るため、社会的に問題を生じていた。このため、ハロゲ
ンを含有しない無毒難燃剤の開発が望まれ、その研究も
活発に進められ、その結果水酸化マグネシウムがもっと
も有効な難燃剤であるとする評価が定着してきた。

水酸化マグネシウムは、水酸化アルミニウムと同じく樹
脂に配合したとき燃焼時の発煙量が少なくしかも無毒性
であるとともに、さらに水酸化アルミニウムにみられる
ような樹脂の加工温度でそれ自体が１部脱水して樹脂成
形体を発泡させるおそれがないからである。このため水
酸化マグネシウムからなる難燃剤を高濃度で充填した合
成樹脂は、原子力発電所、船舶、海上油田、地下鉄等の
電線、通信用ケーブル線、家電製品、オフイス用機器、
自動車等に広く用いられるようになってきた。

しかし、これらの製品が長時間炭酸含有水、酸性雨等に
さらされると、製品表面に酸に溶解した水酸化マグネシ
ウムが、例えば炭酸マグネシウム、塩基性硫酸マグネシ
ウム等の形で析出して表面を白化させ、成形品外観を損
なうとともに、樹脂中にあった水酸化マグネシウムが製
品表面に徐々に移行し、本来有すべき難燃性が低下する
という問題を生ずることが判ってきた。高級脂肪酸また
はその塩、シランまたはチタンカップリング剤により水
酸化マグネシウムを表面処理する難燃剤も提案されてい
るが、この難燃剤によってはある程度耐水、耐酸性改善
の効果はあるが、上記の課題を解決するまでには至って
いない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記の課題を解決し、炭酸含有水、酸性雨等
に長時間さらされても成形品外観を損なうことなく、ま
た難燃性が低下することのない難燃剤および該難燃剤を
含有する耐水、耐酸性に優れた合成樹脂組成物の提供を
目的とする。

さらに本発明は、成形適性、機械的強度に優れた合成樹
脂組成物の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の難燃剤は、水酸化マグネシウムを、式（１） ［式中、Ｒは炭素原子数１０〜３０のアルキル基または
アルケニル基、Ｒ’は炭素原子数１〜６のアルキレン
基、ｎは１または２を示す］ または式（２） ［式中、Ｒは式（１）と同じ意味を表し、Ｍはアルカリ
金属を示す］ のアルコールリン酸エステルのジアルコールアミン塩ま
たはアルカリ金属塩で表面処理したものである。

さらに本発明は、上記難燃剤を、合成樹脂１００重量部
に対し１０〜２５０重量部配合した耐水、耐酸性に優れ
た難燃性樹脂組成物である。

本発明で用いるアルコールリン酸エステルのジアルコー
ルアミン塩またはアルカリ金属塩（以下表面処理剤とい
う）は、上記式（１）または式（２）に含まれる化合物
を単独または混合して用いることができる。式（２）
中、アルカリ金属はＬｉ，Ｎａ、Ｋ，Ｒｂ等を示す。

上記式（１）または式（２）の化合物において、一般に
Ｒの炭素数が多くなるほど、得られた難燃剤の耐水、耐
酸性が優れる傾向にあり、好ましくは炭素数１５以上で
ある。またモノエステルよりもジエステルの方が耐水、
耐酸性が優れる傾向にある。炭素数等は使用目的に応じ
適宜選択することができる。

水酸化マグネシウムを表面処理するときの表面処理剤の
水酸化マグネシウムに対する添加量は、0.5〜１０重量
部％、好ましくは１〜５重量％である。表面処理剤の添
加量が、上記範囲より少ない場合には耐水、耐酸性の改
善効果が不十分であり、また上記範囲より多い場合には
耐水、耐酸性の改善効果をさらに向上させるものではな
く、逆に該難燃剤を配合した合成樹脂組成物から得られ
た成形品の引張強度、アイゾット衝撃強度等の機械的強
度および難燃性を低下させる。

表面処理剤による水酸化マグネシウムの表面処理方法
は、あらかじめ水に懸濁状態にある水酸化マグネシウム
を該表面処理剤が溶解する温度以上に保ち、攪拌下に該
表面処理剤の水溶液を注加し、さらに十分に両者を混合
する。

表面処理剤は水媒体中で解離して、 を生成し、これらが水酸化マグネシウム表面のマグネシ
ウムと結合してその表面を被覆し、表面に突出した親油
性のＲＯ基により強固な耐水、耐酸性を発揮するものと
推定される。表面処理剤を水酸化マグネシウムに添加し
たときの添加量と結合量との関係は、一般にジアルコー
ルアミン塩の場合には添加量の約７０〜９０％、アルカ
リ金属塩の場合には添加量の約９５％である。

表面処理した水酸化マグネシウムスラリーを、引き続き
脱水、乾燥、粉砕あるいは脱水、造粒、乾燥することに
より、樹脂に充填できる状態とする。

本発明で用いる水酸化マグネシウムは、結晶がよく成長
し、かつ凝集の少ないものであることが、良好な成形
性、機械的強度、難燃性を発揮せしめるために好まし
い。即ち、ＢＥＴ比表面積が１〜２０ｍ²／ｇ、特に好
ましくは１〜１０ｍ²／ｇの範囲にあり、かつ平均２次
粒子径が０．２〜５μｍ、特に好ましくは０．５〜３μ
ｍの範囲にある水酸化マグネシウムである。ＢＥＴ比表
面積が上記範囲の上限を超えると樹脂の成形性、機械的
強度、耐水、耐酸性等が低下し、上記範囲の下限より低
いと難燃性、引張強度等が低下する。また平均２次粒子
径が上記範囲の下限より小さいと樹脂の成形性、機械的
強度、耐水、耐酸性等が低下し、上記範囲の上限より大
きいと難燃性、引張強度等が低下する。

本発明の難燃性樹脂組成物に用いる樹脂としては、成形
加工可能な任意の成形性樹脂が利用できる。

このような樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリブテン−１、ポリ４−メチルペンテン−
１、エチレン／プロピレン共重合体、エチレン／ブテン
−１共重合体、エチレン／４−メチルペンテン−１共重
合体、プロピレン／ブテン−１共重合体、プロピレン／
４−エチルペンテン−１共重合体、エチレン／プロピレ
ン／ジエン共重合体、これらの後塩素化物等のようなオ
レフインの重合体、共重合体類もしくはこれらの後塩素
化樹脂類；ポリスチレン、ＡＢＳ，ＡＡＳ，ＡＥＳ，Ａ
Ｓ等のようなスチレンの重合体もしくは共重合体類；塩
化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、
エチレン／塩化ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル
共重合体、後塩素化塩化ビニル樹脂等のような塩化ビニ
ルもしくは酢酸ビニル系重合体もしくは共重合体類もし
くはこれらの後塩素化樹脂類；フエノキシ樹脂；ブタジ
エン樹脂；フツ素樹脂；ポリアセタール樹脂；ポリアミ
ド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ポリアリレート樹脂；
ポリウレタン樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレートのようなポリエステル類；ポリ
カーボネート樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリフエニレン
オキサイド樹脂；メタクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、さ
らにジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂、フ
エノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂、あ
るいはＳＢＲ，ＢＲ，ＩＲ，ＥＰＭ，ＥＰＤＭ，ＮＢ
Ｒ，ＣＲ，ＩＩＲ，フツ素ゴム、アクリルゴム、クロロ
スルホン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム
等のゴム類を例示できる。

本発明の難燃性樹脂組成物は、前記樹脂１００重量部に
対して表面処理剤で表面処理された水酸化マグネシウム
を約１０〜２５０重量部含有するものである。

本発明の難燃性樹脂組成物は、上記成分以外に慣用の他
の添加剤類を配合することができる。このような添加剤
の例としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止
剤、滑剤、顔料、発泡剤、可塑剤、充填剤、補強剤、有
機ハロゲン難燃剤、カーボンブラック、スズおよびスズ
化合物、赤りん等の難燃助剤、架橋剤等を例示できる。

本発明の難燃性樹脂組成物は、ロール、バンバリーミキ
サー、ニーダー、単軸押出機、二軸押出機等を用いる通
常の混練法によって製造できる。

以下実施例に基づき本発明をより詳細に説明する。ＢＥ
Ｔ比表面積等の測定法は次のとおりである。

ＢＥＴ比表面積：液体窒素吸着法により測定した。

平均２次粒子径：水酸化マグネシウムの１％水スラリー
を超音波で３分間分散処理した後、マイクロトラック
（日機装（株）製）により測定した。

耐水、耐酸性：１２７×１３×３．２ｍｍのテストピー
ス２枚を５００mlの脱イオン水中に浸した後、炭酸ガス
を２４℃で４８時間連続して吹き込み、その後水に溶出
したＭｇイオンを原子吸光法で定量するとともに、水の
ｐＨを併せて測定した。

引張強度：ＪＩＳ Ｋ６７５８に従って測定した。

ノツチ付きアイゾツト衝撃強度：ＪＩＳ Ｋ７１１０に
従って測定した。

難燃性：１／８インチ厚さのテストピースについてＣＬ
９４法に従い測定した。

以下の実施例においてとくにことわりのない限り％、部
はそれぞれ重量％、重量部を示す。

実施例１ 水酸化マグネシウム（ＢＥＴ比表面積８ｍ²／ｇ、平均
２次粒子径０．９μｍ）２ｋｇを１０の水にケミスタ
ーラーを用いて均一に分散させた後、８０℃に加温し
た。別に８０℃の温水１にジオレイルアルコールリン
酸エステルジエタノールアミン塩； を水酸化マグネシウムに対して２％に相当する４０ｇを
溶解した。この水溶液を上記水酸化マグネシウムスラリ
ーに攪拌下に加え、さらに十分攪拌を継続して表面処理
した。続いて減圧下に脱水した後乾燥、粉砕した。

表面処理した水酸化マグネシウム１３５部とポリプロピ
レン１００部とを混合した後、押出機により２２０℃で
溶融混練し、ペレットを造った。このペレットを用いて
射出成形機により、２２０℃で射出成形してテストピー
スを造った。

このテストピースを用いて、耐水、耐酸性、難燃性、引
張強度、ノッチ付きアイゾット強度を測定した。測定結
果を第１表に示す。

実施例２〜４、比較例１〜３ 水酸化マグネシウムに対する表面処理剤の量を第１表に
示すように変化させた以外は、実施例１と同様にして試
験した。結果を第１表に示す。

比較例４ 実施例１の表面処理剤の代わりにオレイン酸ナトリウム
を水酸化マグネシウムに対して２％用いた以外は、実施
例１と同様にして試験した。結果を第１表に示す。

実施例５〜８ 実施例１の表面処理剤を下記のように変更し、それらを
水酸化マグネシウムに対して３％添加した以外は実施例
１と同様にして試験した。結果を第１表に示す。

実施例５、ラウリルアルコールリン酸エステルのナトリ
ウム塩； 実施例６、ステアリルアルコールリン酸エステルジエタ
ノールアミン塩； のジエステル９０％と、 のモノエステル１０％との混合品、 実施例７、エルカアルコールリン酸エステルのナトリウ
ム塩； 実施例８、アラキルアルコールリン酸エステルジエタノ
ールアミン塩； 第１表中、Ａはオレイルアルコールのリン酸エステルの
ジエタノールアミン塩、Ｂはオレイン酸ナトリウム、Ｃ
はラウリルアルコールリン酸エステルのナトリウム塩、
Ｄはステアリルアルコールリン酸エステルのジエタノー
ルアミン塩、Ｅはエルカアルコールリン酸エステルのナ
トリウム塩、Ｆはアラキルアルコールリン酸エステルの
ジエタノールアミン塩を示す。

「発明の効果］ 本発明によれば、燃焼時の発煙量が少なく、しかも無毒
性である難燃剤が提供される。

本発明によれば、炭酸含有水、酸性雨等に長時間さらさ
れても、成形品外観を損なうことなく、かつ難燃性を低
下することのない難燃性成形品を提供できる難燃剤が提
供される。

本発明によれば、成形適性、機械的強度に優れた難燃性
成形品を提供できる難燃性樹脂組成物が 提供される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水酸化マグネシウムを、式（１） ［式中、Ｒは炭素原子数１０〜３０のアルキル基または
   アルケニル基、Ｒ’は炭素原子数１〜６のアルキレン
   基、ｎは１または２を示す］ または式（２） ［式中、Ｒは式（１）と同じ意味を表し、Ｍはアルカリ
   金属を示す］ のアルコールリン酸エステルのジアルコールアミシ塩ま
   たはアルカリ金属塩で表面処理したことを特徴とする難
   燃剤。
2. 【請求項２】請求項１記載の難燃剤を、合成樹脂１００
   重量部に対し１０〜２５０重量部配合したことを特徴と
   する耐水、耐酸性に優れた難燃性樹脂組成物。