JPS63101454A - 難燃性プラスチツク組成物 - 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】 産業上勿且且分立 本発明は、難燃性プラスチック組成物に関するものであ
る。

プラスチック材料は、種々の優れた特徴を存するところ
から建材、電気部品、船舶、車両関係などの構造材料に
大量に使用され、プラスチック製品の安全性に対する関
心がいろいろな分野で高まっている。特に火災時に発生
する有毒ガス、煙等が原因となる人身事故の増加に伴っ
てプラスチック材料の難燃化問題の検討項目に、有毒ガ
ス、発煙性の低減などを含めた安全対策が社会的ニーズ
として要望され、法規制が強化されている。また難燃剤
自体についても、プラスチック材料への狭義の難燃性の
付与だけでなく、火災時の有毒ガスや煙の発生の低減、
環境衛生、難燃材料の廃棄問題など、これに関連した多
（の問題が評価基準となりつつある。

′−′「とそのｐ、占 これからのプラスチック材料の難燃化技術の方向として
は、安全かつ無公害の難燃剤を開発して、いかにして火
災時の安全性および環境保全をはかるかというところに
ある。

無機化合物系難燃剤は、比較的安全性が高く、腐蝕性の
有毒ガスを発生せず、しかも不揮発性でブリードせず、
効果が持続するなどの特徴があるので、製品を不透明化
する欠点があるにもがかわらず、無公害型難燃剤として
その進展が期待されていた。

このため、多くの無機化合物について難燃剤としての評
価がなされてきたが、実用上十分な性能を有する物質は
まだ見出されていなかった。

五火二亙皮 本発明者らは、プラスチック材料の低発煙化。

無公害Ｎ、燃技術について研究し、各種の無機化合物に
よる難燃性効果を検討し、縮合リン酸アルミニウムが上
記目的にかなうものであることを知った。

プラスチックの難燃化には、加熱、転移、熱分解、解重
合５分解などのミクロの燃焼過程や、分解２着火、燃焼
、炎の伝播などのマクロの燃焼過程のいずれかの段階、
またはその一つ以上の段階を中断させるか、抑制するこ
とが必要である。

プラスチックの難燃化には、次のような方法がある。

（ａｌ　　ポリマー自体が燃焼しないような耐熱性高分
子とする方法があるが、これは、現在のところ高価にす
ぎ、加工性などの問題を残しているので、広く使用され
るには至っていない。

（ｂｌ　　既存の高分子を燃焼に強くするよう改質する
方法。この改質剤を反応性改質剤と呼んでいる。

（Ｃ１高分子材料が燃焼に対して強くなるような化合物
を混合する方法。このような添加剤を添加型難燃剤と呼
ぶ。

これらのうち、現在量も簡便な実用的方法は、添加型難
燃剤である。本発明者らも、実用性を考慮して添加型の
難燃剤に就いて検討したものである。

プラスチック材料のＮ燻化機構は未だ完全に理論的、定
量的な解明がなされておらず、従って経験的な試行錯誤
の方法によって難燃剤の開発が進められている。これら
の経験によると、リン、臭素、塩素の三元素、またはこ
れらの元素の２種以上を含む化合物が難燃剤として有効
であることがわかっている。

このうちリンは、固相および液相、とくに固相において
難燃化の機能を発揮すると考えられている。加えて、プ
ラスチック材料の分解段階の化学反応を炭素が生成しや
すい方向に導き、ＣＯ，Ｃｏｇなどが生成し難いように
するので、この炭素が表面膜をつくって物理的に酸素を
遮断し、可燃性ガスの拡散を防ぎ、炭素の気化を防止す
る。特に、リンは着火から燃焼という火災後期よりも、
材料の分解段階に主として効果を発揮し、早期に燃焼を
休止させる力がある。臭素、塩素もプラスチックの難燃
化作用があるが、特に着火ないし燃焼の段階で効果を発
揮するものと考えられる。しかしこれらの難燃剤は、有
毒ガスを発生するので好ましくない。

また難燃剤と併用して、その難燃効果を助長する物質を
難燃助剤と呼ぶ。その代表的なものは、アンチモン系、
ホウ酸系、アルミニウム系、ジルコニウム系、有機化合
物などがあるが、経済性や安全性から考えてアルミニウ
ム系が最も良いと考えられる。

本発明者らは、これらの知見に基づき、同一物質中にリ
ンとアルミニウムを多量に含有する縮合リン酸アルミニ
ウムが難燃剤として最適であると考え、本発明に到達し
たものである。

本発明に用いる縮合リン酸アルミニウムは次のとおりで
ある。

トリポリリン酸二水素アルミニウムは、ＭＨｚＰ３０ｍ
・２Ｈ２０で表される難溶性白色微粉末であって、例え
ば日本特許第８５６３８６号の方法で製造することがで
きる。またトリメタリン酸アルミニウムは／Ｗ（ＰＯａ
）ａで表され、トリポリリン酸二水素アルミニウムを４
５０℃以上で焼成すると得られることは公知である。こ
れらの物質はいずれもリンとアルミニウムを含んでおり
、しかも取り扱い上も安全であり、プラスチックの難燃
剤として適している。

縮合リン酸アルミニウムによって難燃化される可燃性の
プラスチックとしては、例えばポリスチレン、アクリル
樹脂、＾ＢＳ樹脂、スチレンー無水マレイン酸樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリアミド。

ポリエチレン、ポリプロピレン、　　ＥＶＡ樹脂、ボリ
カーボネート、ポリアセクール樹脂、スチレン−ブタジ
ェン樹脂、および酢酸セルロース等がある。

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例に使用した諸材料は次のとおりである。

不飽和ポリエステル樹脂： 商品名［ポリマール３３０８　Ｊ成田薬品工業−〇−フ
タル酸系、ＦＲＰ用一般樹脂 商品名「ポリマールア２２５　Ｊ成田薬品工業、０１テ
トラブロモフタル酸を用いた難燃性樹脂難燃助剤： 商品名「聞ＰＡＲへ７０」三工住荀 塩素化パラフィン　塩素化率７０％ 三酸化アンチモン　純度９９．０％　日比野金屈工業側 実施例１．酸素指数の測定 酸素指数法は、材料が着火した後の火災の成長過程にお
ける材料の燃焼性を評価する代表的な試験法である。Ｊ
ＩＳ　Ｋ　７２０１では酸素と窒素の混合気流中で試験
材料が３分以上継続して燃焼するか、着火後の燃焼長さ
が５０１１１１以上燃えつづけるのに必要な最低酸素濃
度をパーセントであられす。

本実施例では「３分以上継続燃焼」する最低酸素濃度に
よって酸素指数を求めた。

実験試料は、あらかじめ所定量の難燃剤を配合した不飽
和ポリエステル樹脂液に、硬化触媒（樹脂１００ｇに対
してメチルエチルケトンパーオキサイド２ｇおよびナフ
テン酸コバルトＩｇ）を加え、充分に攪拌混合したのち
脱泡し、３龍厚のスペーサーを用いた２枚のガラス板の
間に注入し、６０℃で２時間硬化させ、さらに１００℃
で２時間後硬化させて作成した。供試片は３Ｘ９Ｘ１５
５鰭のものを用いた。

酸素指数法は、ＪＩＳ　Ｋ　７２１１により１増東洋精
機製キャンドル式燃焼試験機を用いて、酸素指数を求め
難燃型を検討した。実験の結果を表１に示した。

また、表１．実験嵐２の条件で、他の難燃剤を用いた場
合の酸素指数を表２に示した。難燃剤はすべて試薬特級
（林純薬製）を微粉砕して用いた。

表１．実験隘７の条件で、他の難燃剤を用いた場合の酸
素指数を表３に示した。

表２ 表３ 実施例２．煙濃度の測定 煙濃度測定法としては、個数濃度（個／耐）。

重量濃度（ｍｇ／ｒ＋？）、光学濃度があるが、火災時
の避難通路の見通し距離に直接関係した方法としては、
光学濃度のうち透過光による煙の減衰程度を減光係数と
して表示する方法が適切とされている。

本実施例では減光係数による煙濃度の測定法として、建
設省建築研究所式の有機材燃焼試験機を用いて最大減光
係数を求めた。同試験機は、燃焼炉最高温度８００℃；
煙収集箱５００　Ｘ　５００　Ｘ　５００　＊■；送風
量１１　／ｗｉｎ　　；加熱速度７℃／ｍｉｎ　　ｉ重
量測定範囲０．６〜０．８ｇである。

最大減光係数Ｃｓ瞭は次式に従って計算した。

Ｌ　　　　　　　　　　Ｔ Ｌ：光路長（＝０．５ｍ） Ｔ：最小透過率（％） 実験の結果を表４に示した。

また表４．実験隘１６の条件で、他の難燃剤を用いた場
合の最大減光係数の測定値を表５に示した。

表４．実験魔１８の条件で、他の難燃剤を用いた場合の
最大減光係数測定結果を表６に示した。

（以下余白） 表５ 表６ 以上、実施例に示すように、トリポリリン酸二水素アル
ミニウムやトリメタリン酸アルミニウムなどの縮合リン
酸アルミニウムは、不飽和ポリエステル樹脂の酸素指数
を向上させ、塩素化パラフィンや三酸化アンチモンとの
相乗効果が認められる。

また、これらの縮合リン酸アルミニウムは、不飽和ポリ
エステル樹脂の燃焼において低発煙化’ＩＪ果を有し、
特に塩素化パラフィンや三酸化アンチモンを併用した場
合著しい低発煙化効果を示すことが認められる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可燃性プラスチック材料に難燃剤として縮合リン
   酸アルミニウムを配合したことを特徴とする難燃性プラ
   スチック組成物。
2. （２）可燃性プラスチック材料が不飽和ポリエステル樹
   脂である第１項の難燃性プラスチック組成物。
3. （３）縮合リン酸アルミニウムと共に難燃助剤として塩
   素化パラフィンおよび／または三酸化アンチモンが配合
   される第１項または第２項の難燃性プラスチック組成物
   。