説明

難燃性熱可塑製樹脂組成物及びその成形体

【課題】高度の難燃性を有し、かつ耐屈曲性および耐熱性に優れた難燃性熱可塑性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、(A)10万〜50万の重量平均分子量を有するブロック共重合体5〜50質量%、(B)親水性官能基を有するポリオレフィン樹脂20〜80質量%、(C)ポリプロピレン系樹脂 5〜40質量%、および(D)非芳香族系ゴム用軟化剤 0〜30質量%を含有する熱可塑性樹脂成分100質量部、ならびに、(E)有機過酸化物0.001〜1質量部、および(F)ホスフィン酸および/またはホスフィン酸誘導体の金属塩、およびリン酸と含窒素化合物の塩からなる群から選ばれる少なくとも1のリン系難燃剤10〜70重量部を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、難燃性に優れかつ耐屈曲性および耐熱性に優れる熱可塑性樹脂組成物に関する。本発明の熱可塑性樹脂組成物は、電気・電子機器の内部および外部配線に使用される絶縁電線、電気ケーブル、電気コード、プラグや光ファイバ心線、光ファイバコードなどの被覆材として、あるいは、電線保護チューブなどのチューブ、電子機器の内部部材として使用されるシートや難燃テントとして有用である。
【背景技術】
【0002】
電気・電子機器の内部および外部配線材に使用される絶縁電線、ケーブル、コードや光ファイバ心線、光ファイバコードなどは、難燃性、耐熱性、機械特性(例えば、引張特性、耐摩耗性、耐屈曲性)など種々の特性が要求される。このため、これらの配線材に使用される被覆材料としては、従来、ポリ塩化ビニル(PVC)コンパウンドや、分子中に臭素原子や塩素原子を含有するハロゲン系難燃剤を配合したポリオレフィンコンパウンドが主として使用されていた。
【0003】
しかし、これらを適切な処理をせずに廃棄し、埋立てた場合には、被覆材料に配合されている可塑剤や重金属安定剤が溶出したり、また適切な燃焼条件や排気処理条件を設定せずに燃焼した場合には、被覆材料に含まれるハロゲン化合物から有害ガスが発生したり外界へ排出されたりすることがあり、近年、この問題が議論されている。このため、環境に影響をおよぼすことが懸念されている有害な可塑剤や重金属の溶出やハロゲン系ガスなどの発生の恐れがないノンハロゲン難燃材料で被覆した配線材の検討が行われている。
【0004】
近年、ノンハロゲン難燃材料として、スチレン系ブロック共重合体をベースとした熱可塑性エラストマーに金属水酸化物(金属水和物と言う場合もある)を難燃剤として配合した材料が使用されている(例えば、特許文献1)。
【0005】
しかし、金属水酸化物は、十分な難燃性を得るためには多量に配合される必要があり、その結果、得られる難燃材料は、硬く、耐屈曲性に劣り、白化やクラックの発生を生じる。そこで、金属水和物より少ない添加量で難燃性を得ることができる難燃剤として、リン系の難燃剤が種々検討されている。例えば、難燃剤としてポリリン酸アンモニウム化合物を配合したエラストマー組成物が知られている(例えば、特許文献2)。この組成物は未架橋であり、燃焼時の垂れ落ちが多いという問題がある。垂れ落ちを防止するために、PTFE等の垂れ落ち防止剤が添加され得るが、PTFEはフッ素を含有している。
【0006】
また、金属水酸化物の配合量を少なくし、リン系難燃剤を配合したエラストマー組成物も知られている(例えば、特許文献3)。しかし、難燃剤全体の配合量は依然として多く、耐屈曲性や耐熱老化性に劣るという問題がある。また、ここで使用されているリン系難燃剤は赤リンである。電気・電子機器の配線材は、種類や接続部を区別することを目的として種々の色に着色して使用されることが多いが、赤リンはそれ自体が発色するため、赤リンを含む組成物は種々の色に着色することが困難である。
【0007】
【特許文献1】特開2001−316537号公報
【特許文献2】特開2003−105165号公報
【特許文献3】特開2003−49046号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、高度の難燃性と優れた耐屈曲性および耐熱性を有する難燃性熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この目的は、分子量の高いブロック共重合体に、特定のポリオレフィン系樹脂および特定のリン系難燃剤を特定の量で配合し、有機過酸化物を用いて架橋することにより達成された。
【0010】
すなわち、本発明は
(1)(A)芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも2個の重合体ブロックAと共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体およびこれを水素添加して得られるブロック共重合体から選ばれる1以上のブロック共重合体、ここで該ブロック共重合体は10万〜50万の重量平均分子量を有する、5〜50質量%、
(B)親水性官能基を有するポリオレフィン樹脂、ここで、該ポリオレフィン樹脂は、オレフィンモノマー単位(α)と、炭素、水素および酸素原子から構成される親水性官能基を有するモノマー単位(β)とから構成され、成分(B)における単位(β)の含有量が15質量%以上である、20〜80質量%、
(C)ポリプロピレン系樹脂 5〜40質量%、および
(D)非芳香族系ゴム用軟化剤 0〜30質量%
を含有する熱可塑性樹脂成分100質量部、ならびに、
(E)有機過酸化物0.001〜1質量部、および
(F)ホスフィン酸および/またはホスフィン酸誘導体の金属塩、およびリン酸と含窒素化合物の塩からなる群から選ばれる少なくとも1のリン系難燃剤10〜70重量部
を含有する難燃性熱可塑性樹脂組成物である。
【0011】
好ましくは、本発明は、
(2)(G)(メタ)アクリレート系および/またはアリル系架橋助剤0.003〜2.5質量部
をさらに含む上記(1)の難燃性熱可塑性樹脂組成物、
(3)成分(F)がホスフィン酸および/またはホスフィン酸誘導体の金属塩である、上記(1)または(2)の難燃性熱可塑性樹脂組成物、および
(4)成分(F)がリン酸と含窒素化合物の塩である、上記(1)または(2)の難燃性熱可塑性樹脂組成物である。
【0012】
本発明はまた、本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物からなる成形体を提供する。
【発明の効果】
【0013】
本発明の樹脂組成物は、ノンハロゲン系であり、かつ高度の難燃性(特に燃焼時の垂れ落ちがない)と優れた耐屈曲性および耐熱性を有し、電気・電子機器の内部および外部配線材の被覆材料や電線保護チューブ、難燃テント等として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物の各成分について説明する。
【0015】
成分(A):10万〜50万の重量平均分子量のブロック共重合体
成分(A)は、芳香族ビニル化合物主体とする少なくとも2個の重合体ブロックAと共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体およびこれを水素添加して得られるブロック共重合体(以下、水添ブロック共重合体という)から選ばれる1以上のブロック共重合体であり、例えば、A−B−A、B−A−B−A、A−B−A−B−Aなどの構造を有する芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体、あるいはこれらを水素添加したものをあげることができる。上記(水添)ブロック共重合体(以下、(水添)ブロック共重合体とは、ブロック共重合体及び/又は水添ブロック共重合体を意味する)は、芳香族ビニル化合物を5〜60質量%、好ましくは、20〜50質量%含む。
【0016】
芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックAは好ましくは、芳香族ビニル化合物のみから成るか、または50質量%より多い、好ましくは70質量%以上の芳香族ビニル化合物と役ジエン化合物との共重合体ブロックである。共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBは好ましくは、共役ジエン化合物のみから成るか、または50質量%より多い、好ましくは70質量%以上の共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体ブロックである。重合体ブロックAおよび重合体ブロックBのそれぞれにおいて、分子鎖中の芳香族ビニル化合物または共役ジエン化合物由来の繰り返し単位の分布は、ランダム、テーパード(分子鎖中に沿ったモノマー成分が増加または減少するもの)、一部ブロック状またはこれらの任意の組み合わせでなってもよい。重合体ブロックAあるいは重合体ブロックBが2個以上ある場合には、それぞれが同一構造であっても異なる構造であってもよい。
【0017】
(水添)ブロック共重合体を構成する芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3ブチルスチレンなどのうちから1種または2種以上が選択でき、中でもスチレンが好ましい。また共役ジエン化合物としては、例えばブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3ブタジエンなどのうちから1種または2種以上が選ばれ、中でもブタジエン、イソプレン及びこれらの組み合わせが好ましい。
【0018】
重合体ブロックBにおける共役ジエン化合物の結合位置は任意に選ぶことができる。例えばブロックBがブタジエン単独で構成される場合、ポリブタジエンブロックにおいて、1,2−結合が20〜50%、特に25〜45%であるものが好ましく、ブタジエンに基づく脂肪族二重結合の少なくとも90%が水素添加されたものが好ましい。ブロックBがイソプレン単独で構成される場合、ポリイソプレンブロックにおいて、1,4−結合が70〜100重量%であり、かつイソプレンに由来する脂肪族二重結合の少なくとも90%が水素添加されたものが好ましい。
【0019】
本発明に用いる(水添)ブロック共重合体は、重量平均分子量が100,000〜500,000であり、より好ましくは120,000〜400,000の範囲である。重量平均分子量が100,000未満のものは、燃焼時に垂れ落ちしやすくなり、耐熱変形性も低下する。
(水添)ブロック共重合体の分子構造は、直鎖状、分岐状、放射状あるいはこれらの任意の組み合わせであってよいもよい。
【0020】
これらの(水添)ブロック共重合体の製造方法としては数多くの方法が提案されているが、代表的な方法としては、例えば特公昭40−23798号公報に記載された方法により、リチウム触媒またはチーグラー型触媒を用い、不活性溶媒中にてブロック重合を行うことによりブロック共重合体を得ることができる。また、例えば、上記方法により得られたブロック共重合体を、不活性溶媒中で水素添加触媒の存在下にて水素添加することにより水添ブロック共重合体が得られる。
【0021】
上記(水添)ブロック共重合体の具体例としては、SBS(スチレン・ブタジエンブロックコポリマー)、SIS(スチレン・イソプレンブロックコポリマー)、SEBS(水素化SBS)、SEPS(水素化SIS)、SEEPS(スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体)等を挙げることができる。本発明において、特に好ましい(水添)ブロック共重合体は、スチレンを主体とする重合体ブロックAと、イソプレンを主体としかつイソプレンの70〜100重量%が1,4−結合しており、かつ該イソプレンに基づく脂肪族二重結合の少なくとも90%が水素添加されたところの重合体ブロックBとからなる、重量平均分子量が100,000〜500,000の水添ブロック共重合体である。さらに好ましくは、イソプレンの90〜100重量%が1,4−結合している上記水添ブロック共重合体である。
【0022】
成分(B):親水性官能基を有するポリオレフィン樹脂
成分(B)は、オレフィンモノマー単位(α)と、炭素、水素および酸素原子から構成される親水性官能基を有するモノマー単位(β)とから構成され、成分(B)における単位(β)の含有量が15質量%以上である。
【0023】
上記オレフィンモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンが挙げられる。特に好ましくはエチレンである。
【0024】
上記親水性官能基を有するモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられ、−COOR(Rは水素原子または脂肪族炭化水素基である)基を有するものが好ましい。
【0025】
成分(B)は、親水性官能基を有するモノマー単位(β)を15質量%以上の量で、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上、最も好ましくは30〜90質量%の量で含有する。15質量%未満では、得られる組成物の難燃性が不十分である。
【0026】
また、成分(B)は、流動性の点から、MFRが0.1g/10分以上であるのが好ましく、また、強度保持の点から、30g/10分以下のMFRであるのが好ましい。
【0027】
成分(C):ポリプロピレン系樹脂
成分(C)としては、例えば、ホモポリプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、およびプロピレンと他の少量のα−オレフィン(例えば1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等)との共重合体が挙げられる。ここで、プロピレン−エチレンランダム共重合体とは、プロピレン系の結晶性ランダム共重合体を指し、プロピレン−エチレンブロック共重合体とは、結晶性ポリプロピレン成分(ホモポリプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレンと他の少量のα−オレフィンとの共重合体)とエチレン及びα−オレフィンの共重合ゴム成分との混和物を指す。
【0028】
成分(C)は、好ましくは、MFRが0.1〜20g/10分、より好ましくは0.2〜10g/10分、さらに好ましくは0.3〜5g/10分のものである。MFRが0.1g/10分未満では、得られる樹脂組成物の成形性が悪くなることがあり、一方、MFRが20g/10分を越えると、低分子量となりすぎて、得られる樹脂組成物の耐外傷性が低下する。
【0029】
成分(D):非芳香族系ゴム用軟化剤
成分(D)は任意であり、柔軟性付与のために添加される。成分(D)としては、非芳香族系の鉱物油または液状もしくは低分子量の合成軟化剤を用いることができる。
【0030】
ゴム用として用いられる鉱物油軟化剤は、芳香族環、ナフテン環およびパラフィン鎖の三者の組み合わさった混合物であって、パラフィン鎖炭素数が全炭素数の50%以上を占めるものをパラフィン系とよび、ナフテン環炭素数が30〜40%のものはナフテン系、芳香族炭素数が30%以上のものは芳香族系と呼ばれて区別されている。
【0031】
本発明の成分(D)として用いられる鉱物油系ゴム用軟化剤は上記区分でパラフィン系およびナフテン系のものである。芳香族系の軟化剤は、その使用により成分(A)が可溶となり、架橋反応を阻害し、得られる組成物の物性の向上が図れないので好ましくない。成分(D)としては、パラフィン系のものが好ましく、更にパラフィン系の中でも芳香族環成分の少ないものが特に好ましい。
【0032】
これらの非芳香族系ゴム用軟化剤の性状は、37.8℃における動的粘度が20〜500cSt、流動点が−10〜−15℃、引火点(COC)が170〜300℃を示すものが好ましい。 また、成分(D)は、質量平均分子量が100〜2,000のものが好ましい。
【0033】
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、上記成分(A)〜(D)を熱可塑性樹脂成分として含む。熱可塑性樹脂成分における成分(A)〜(D)の各配合量は、成分(A)が5〜50質量%、より好ましくは10〜40質量%であり、成分(B)が、20〜80質量%、好ましくは25〜75質量%、さらに好ましくは30〜70質量%であり、成分(C)が5〜40質量%、好ましくは10〜35質量%、さらに好ましくは15〜30質量%であり、成分(D)が0〜30質量%、好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは5〜10質量%である。
成分(A)が上記下限より少ないと、燃焼時に垂れ落ちしやすくなり、耐熱変形性も低下する。
成分(A)が上記上限を超えると、難燃性や引張強さが低下する。
成分(B)が上記下限未満の場合には引張強さや難燃性が低下し、上記上限を超えると耐熱変形性が低下する。
成分(C)が上記下限未満の場合には耐熱変形性が低下し、上記上限を超えると硬くなり耐屈曲性が低下し、難燃性も低下する。
成分(D)が30質量%より多いと、力学的強度が大きく低下するだけでなく、難燃性や耐熱変形性も大きく低下する。
【0034】
成分(E):有機過酸化物
成分(E)は架橋剤として機能し、成分(A)と成分(B)との間に架橋構造を形成する。成分(E)としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ビス(tert−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(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、ベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイドなどを挙げることができる。
【0035】
これらのうち、臭気性、着色性、スコーチ安定性の点で、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサンおよび2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3が最も好ましい。
【0036】
成分(E)の配合量は、熱可塑性樹脂成分100質量部に対して、0.001〜1.0質量部の範囲であり、好ましくは0.01〜0.5質量部である。上記上限を超えると、架橋が進みすぎてブツが発生し、熱可塑性も低下するため、成形性に劣る。上記下限未満では、引張強度、耐熱変形性、難燃性(特に垂れ落ち性)が不十分である。
【0037】
成分(F):リン系難燃剤
成分(F)は、ホスフィン酸および/またはホスフィン酸誘導体の金属塩、およびリン酸と含窒素化合物の塩からなる群から選ばれる少なくとも1である。
ホスフィン酸誘導体としては、例えば、ジエチルホスフィン酸およびジフェニルホスフィン酸が挙げられる。
金属としては、例えば、Al、Ti、ZnおよびSnが挙げられる。
また、リン酸と含窒素化合物の塩としては、例えば、無機リン酸(メタリン酸、オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸等)と、窒素含有化合物(アンモニア、メラミン、トリアジン誘導体、ジアミン類等)の塩が挙げられる。
【0038】
成分(F)の配合量は、熱可塑性樹脂成分100重量部に対し10〜70重量部、好ましくは15〜65重量部、さらに好ましくは20〜60重量部である。上記下限より少ないと、十分な難燃性が得られず、上記上限を超えると、引張特性、耐熱老化性および耐外傷性が低下する。
【0039】
成分(G):(メタ)アクリレート系および/またはアリル系架橋助剤
成分(G)は架橋助剤であり、本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物に任意成分として配合される。
【0040】
ここで、(メタ)アクリレート系架橋助剤とは、アクリレート系およびメタクリレート系架橋助剤を指す。具体的には、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタクリレートが挙げられる。
アリル系架橋助剤は、ジアリルフマレート、ジアリルフタレート、テトラアリルオキシエタン、トリアリルシアヌレートのような、末端にアリル基を有するものを包含する。
(メタ)アクリレート系架橋助剤は、例えば、下記式で示される。
【0041】
【化1】


ここで、RはH又はCH3であり、nは1〜9の整数である。これらの中でも、nが1〜6の整数である(メタ)アクリレート系架橋助剤が好ましい。
【0042】
具体的には、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレートを挙げることができる。特に、トリエチレングリコールジメタクリレートが好ましい。この化合物は、取り扱いが容易であると共に、有機過酸化物可溶化作用を有し、有機過酸化物の分散助剤として働くため、架橋を均一かつ効果的にすることができる。
【0043】
成分(G)の配合量は、配合する場合、熱可塑性樹脂成分100質量部に対して、0.003〜2.5質量部が好ましく、さらに好ましくは0.05〜1.6質量部である。架橋助剤(G)の配合量は、質量比で有機過酸化物(E)の配合量の約1.5〜4.0倍とすることが好ましい。
【0044】
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも1種を配合することができる。これらの化合物を用いることにより、燃焼時の垂れ落ちが抑制され、高度の難燃性を付与することができる。
【0045】
上記ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛は、平均粒子径が5μm以下のものが好ましく、さらに好ましくは3μm以下である。
【0046】
本発明で用いることのできるホウ酸亜鉛(2ZnO/3B23・3.5H2O)の具体例としては、例えば、「アルカネックスFRC−500」、「アルカネックスFRC−600」(いずれも商品名、水澤化学工業(株)製)などがある。また、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)およびヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH)6)として、それぞれ、「アルカネックスZS」および「アルカネックスZHS」(いずれも商品名、水澤化学工業(株)社製)などがある。
【0047】
上記ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛またはヒドロキシスズ酸亜鉛の配合量は、熱可塑性樹脂成分100質量部に対して0〜20質量部、好ましくは2〜10質量部である。上記配合量が多すぎると、力学的強度、特に伸びが低下する。
【0048】
さらに、本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物には、電線、ケーブル、コード、チューブ、電線部品、シート等において一般的に使用されている各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、難燃(助)剤、充填剤、滑剤などを本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。酸化防止剤としては、4,4’−ジオクチル・ジフェニルアミン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物などのアミン系酸化防止剤、ペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン等のフェノール系酸化防止剤、ビス(2−メチル−4−(3−n−アルキルチオプロピオニルオキシ)−5−t−ブチルフェニル)スルフィド、2−メルカプトベンヅイミダゾールおよびその亜鉛塩、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ラウリル−チオプロピオネート)などのイオウ系酸化防止剤などが挙げられる。
【0049】
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、上記成分を溶融混練することにより得られる。溶融混練の方法は特に制限がなく、通常公知の方法を使用することができる。例えば単軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサーまたは各種ニーダー等を使用することができる。溶融混練の温度は、熱可塑性樹脂成分の溶融温度以上である。
【0050】
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、高度の難燃性を有しかつ耐屈曲性および耐熱性に優れており、電気・電子機器の内部および外部配線に使用される配線材の被覆材や、光ファイバ心線、光ファイバコードなどの被覆材として、および電線保護チューブ、難燃テント等として有用である。上記被覆材は、好ましくは、本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を、汎用の押出被覆装置を用いて、導体周囲や絶縁電線周囲に押出被覆することにより製造することができる。
【0051】
また、本発明の成形品においては、さらに耐熱性を向上させることを目的として、押出後の成形品を架橋させることも可能である。但し、この架橋処理を施すと、成形品の押出材料としての再利用は困難になる。
【0052】
上記架橋処理を行う場合の方法として、常法による電子線照射架橋法や化学架橋法が採用できる。電子線架橋法の場合には、本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を押出成形した後に常法により電子線を照射することにより架橋を行う。電子線の線量は1〜30Mradが適当であり、効率よく架橋を行うために、難燃性熱可塑性樹脂組成物に、トリメチロールプロパントリアクリレートなどのメタクリレート系化合物、トリアリルシアヌレートなどのアリル系化合物、マレイミド系化合物、ジビニル系化合物などの多官能性化合物を架橋助剤として配合してもよい。
化学架橋法の場合は、難燃性熱可塑性樹脂組成物に有機過酸化物を架橋剤として配合し、押出成形した後、常法により加熱処理して架橋をおこなう。
【実施例】
【0053】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例および比較例で使用した評価方法及び材料を以下に示す。
【0054】
評価方法
(1)比重:
JIS K 7112に準拠し、1mm厚のプレスシートを試験片として使用した。
(2)硬さ:
JIS K 7215に準拠し、6mm厚のプレスシートを試験片として使用した。硬度はA硬度とし、荷重保持時間は、室温にて15秒とした。
(3)引張強さ及び引張伸び:
JIS K 7113に準拠し、試験片は、1mm厚のプレスシートを2号ダンベル型試験片に打ち抜いて使用した。引張速度は、室温にて200mm/分とした。引張強さは10MPa以上であることが望ましく、引張伸びは200%以上であることが望ましい。
(4)加熱変形率(耐熱変形性):
JIS C 3005に準拠し、2mm厚のプレスシートを試験片として使用した。試験温度は136℃であり、荷重は1kgとした。加熱変形率は60%以下であることが望ましい。
(5)難燃性(燃焼時間および垂れ落ち)(UL94 V−0試験):
UL94に準拠し、1mm厚のプレス成形したシートから試験片を打ち抜いて使用した。
燃焼時間の評価は、各接炎後の試験片の燃焼時間が10秒以内を○とし、10秒を超えたもの×とした。
垂れ落ちの評価は、試験片の燃焼時に垂れ落ちがないものを○とし、垂れ落ちのないものを×とした。
(6)屈曲性試験:
JIS K 6260に準拠し、1mm厚のプレスシートを試験片として使用した。屈曲速度は毎分300±10回として試験を行い、800,000回屈曲させた後の試験片にクラックや破断がないものを○とし、クラックや破断があるものを×とした。
(7)耐熱老化性
JIS K 7113に準拠し、試験片は1mm厚のプレスシートを2号ダンベル型試験片に打ち抜いて使用した。試験片を136℃で168時間熱老化した後、試験片を取り出して上記(3)の試験を行った。引張強さ及び引張伸びの残率が共に75%以上であるものを○とし、そうでないものを×とした。
【0055】
材料
成分(A):
(A−1)セプトン4033:クラレ株式会社製のSEEPS(スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体)、スチレン含有量:30質量%、数平均分子量:100,000、重量平均分子量:130,000、水素添加率:90%以上
(A−2)セプトン4055:クラレ株式会社製のSEEPS、スチレン含有量:30質量%、数平均分子量:200,000、重量平均分子量:260,000、水素添加率:90%以上
(A−3)セプトン2007:クラレ株式会社製のSEPS、スチレン含有量:30質量%、数平均分子量:70,000、重量平均分子量:91,000、水素添加率:90%以上
【0056】
成分(B):
(B−1)EV180:三井デュポン・ポリケミカル株式会社製のエチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含有量:33質量%、MFR:0.5g/10分(190℃、荷重21.18N)
(B−2)ウルトラセンYX21K:東ソー株式会社製のエチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含有量:42質量%、MFR:0.4g/10分(190℃、荷重21.18N)
(B−3)エンゲージ8100:デュポンエラストマー株式会社製のエチレン−α−オレフィン共重合体、密度0.870g/cm3、MFR:1g/10分(190℃、荷重21.18N)
(B−4)P1205:三井デュポン・ポリケミカル株式会社製のエチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含有量:12質量%、MFR:2.5g/10分(190℃、荷重21.18N)
【0057】
成分(C):
(C−1)PB430B:サンアロマー社製の結晶性プロピレン系ランダム共重合体、MFR:1.8g/10分(230℃、荷重21.18N)、Tm140℃;
(C−2)PB270A:サンアロマー社製の結晶性プロピレン系ブロック共重合体:MFR:0.7g/10分(230℃、荷重21.18N)、Tm168℃;
【0058】
成分(D):
パラフィンオイル:ダイアナプロセスオイルPW−90(出光興産株式会社製)、重量平均分子量:540、芳香族成分の含有量:0.1%以下、動的粘度(37.8℃):95cSt、流動点:−15℃、引火点(COC):270℃;
【0059】
成分(E):
有機過酸化物:パーヘキサ25B(日本油脂株式会社製)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1分半減期温度179℃;
【0060】
成分(F):
(F−1)リン酸と窒素含有化合物の塩:アデカスタブFP−2100(旭電化工業株式会社製)、窒素含有率:20〜23%、リン含有率18〜21%
(F−2)ポリリン酸メラミン:MPP−A(三和ケミカル株式会社製)、真比重1.77、平均粒径2〜5μm
(F−3)ホスフィン酸の金属塩:エクソリットOP930(クラリアント・ジャパン株式会社製)、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、リン含有量23%、密度1.2g/cm3、粒子径5μm
(F−4)赤燐:ノーバレッド120(鱗化学工業株式会社製)、平均粒径20〜30μm、赤燐分85%以上、真比重2.0〜2.1
(F−5)芳香族縮合リン酸エステル:PX−200(大八化学工業株式会社製)、融点95℃、リン含有率9%
(F−6)水酸化マグネシウム:キスマ5L(協和化学工業株式会社製)、水酸化マグネシウム
【0061】
成分(G):
架橋助剤:NKエステルIND(新中村化学製)、トリエチレングリコールジメタクリレート
【0062】
実施例1〜6及び比較例1〜12
表1および2に示す量(質量部)の各成分を用い、室温ですべての成分をドライブレンドし、3L加圧ニーダーを用いて200℃で溶融混練を行い、排出して、実施例1〜6及び比較例1〜12の樹脂組成物を得た。次に、得られた樹脂組成物をロールにてシート化し、さらにそれを熱プレスして試験片を作成し、上記評価試験に供した。評価結果を表1及び2に示す。
【0063】
【表1】

【0064】
【表2】

【0065】
表1から明らかなように、本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、優れた難燃性、耐熱性(耐熱変形性および耐熱老化性)および耐屈曲性を有する。
【0066】
一方、表2から明らかなように、成分(A)を含まない比較例1の組成物は、難燃性(特に燃焼時の垂れ落ち性)および耐熱変形性に劣った。成分(A)の分子量が本発明の下限未満である比較例2の組成物は、引張強度、燃焼時の垂れ落ち性および耐熱変形性に劣った。成分(B)を含まない比較例3の組成物および成分(A)の配合量が本発明の上限より多くかつ成分(B)を含まない比較例10の組成物は、引張強度、難燃性(特に燃焼時の垂れ落ち性)および耐熱変形性に劣った。成分(E)を用いなかった比較例4の組成物は、引張強度、難燃性(特に燃焼時の垂れ落ち性)および耐熱変形性に劣った。また、成分(C)を本発明の上限より多く含む比較例5の組成物は、難燃性(特に燃焼時の垂れ落ち性)および耐屈曲性に劣った。
比較例6は、成分(F)として赤リンを用いたものであり、耐屈曲性および耐熱老化性に劣った。また、赤リンはそれ自体が発色するため、得られる組成物を所望の色に着色することが困難である。
比較例7は、成分(F)としてリン酸エステルを用いたものであり、耐屈曲性、耐熱変形性および燃焼時の垂れ落ち性に劣った。比較例8は、成分(F)として金属水酸化物を用いたものである。所望の難燃性を得るには金属水酸化物を多量に使用する必要があり、その結果、硬く、かつ引張強度、耐屈曲性および耐熱老化性に劣った。
比較例9および12は、成分(B)として、親水性基の含量が15質量%未満である樹脂を用いたものであり、難燃性(特に燃焼時の垂れ落ち性)に劣った。
比較例11は、成分(F)を本発明の上限より多く含む組成物であり、引張特性および耐熱老化性に劣った。
【産業上の利用可能性】
【0067】
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、高度の難燃性を有し、かつ耐屈曲性および耐熱性に優れ、電気・電子機器の内部および外部配線に使用される絶縁電線、電気ケーブル、電気コード、プラグや光ファイバ心線、光ファイバコードなどの被覆材として、あるいは、電線保護チューブ、難燃テント等として有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも2個の重合体ブロックAと共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体およびこれを水素添加して得られるブロック共重合体から選ばれる1以上のブロック共重合体、ここで該ブロック共重合体は10万〜50万の重量平均分子量を有する、5〜50質量%、
(B)親水性官能基を有するポリオレフィン樹脂、ここで、該ポリオレフィン樹脂は、オレフィンモノマー単位(α)と、炭素、水素および酸素原子から構成される親水性官能基を有するモノマー単位(β)とから構成され、成分(B)における単位(β)の含有量が15質量%以上である、20〜80質量%、
(C)ポリプロピレン系樹脂 5〜40質量%、および
(D)非芳香族系ゴム用軟化剤 0〜30質量%
を含有する熱可塑性樹脂成分100質量部、ならびに、
(E)有機過酸化物0.001〜1質量部、および
(F)ホスフィン酸および/またはホスフィン酸誘導体の金属塩、およびリン酸と含窒素化合物の塩からなる群から選ばれる少なくとも1のリン系難燃剤10〜70重量部
を含有する難燃性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項2】
(G)(メタ)アクリレート系および/またはアリル系架橋助剤0.003〜2.5質量部
をさらに含む、請求項1に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項3】
成分(F)がホスフィン酸および/またはホスフィン酸誘導体の金属塩である、請求項1または2に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項4】
成分(F)がリン酸と含窒素化合物の塩である、請求項1または2に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1〜4の何れか1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物からなる成形体。

【公開番号】特開2007−197489(P2007−197489A)
【公開日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−14382(P2006−14382)
【出願日】平成18年1月23日(2006.1.23)
【出願人】(000250384)リケンテクノス株式会社 (236)
【Fターム(参考)】