JP6831327B2 - 難燃剤マスターバッチ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
1. スチレン系樹脂及び難燃剤を含む難燃剤マスターバッチであって、
前記難燃剤は、融点が270℃以上である、難燃剤マスターバッチ。
2. 前記スチレン系樹脂100質量部に対して、前記難燃剤15〜90質量部である、前記1に記載の難燃剤マスターバッチ。
3. 前記難燃剤は、式(1)で表される臭素化ジフェニルアルカンである、前記1又は前記2に記載の難燃剤マスターバッチ。
4. 前記臭素化ジフェニルアルカンが、デカブロモジフェニルエタンである前記3に記載の難燃剤マスターバッチ。
5. 難燃助剤及びタルクをさらに含む、前記1〜前記4の何れか1つに記載の難燃剤マスターバッチ。
6. 前記スチレン系樹脂100質量部に対して、前記難燃助剤0〜15質量部、前記タルク0〜40質量部である、前記5に記載の難燃剤マスターバッチ。
7. 前記難燃助剤が三酸化アンチモンである、前記5又は前記6に記載の難燃剤マスターバッチ。
8. 二軸押出機を用いた難燃剤マスターバッチの製造方法であって、
前記二軸押出機は、シリンダー内に前記難燃剤マスターバッチの原料を供給するための複数の原料供給部と、前記原料供給部の下流側に設けられ且つ前記原料を混練する混練部と、前記混練部の上流側と前記混練部の間のそれぞれに設けられた順送りスクリューと、前記混練部の下流側に設けられた真空ベント口と、前記真空ベント口の下流側に設けられ且つ前記混練部で混練された前記原料を排出する排出口を備え、
前記原料供給部から供給された前記原料を前記混練部で混練して前記排出口から排出する工程を備え、
前記原料は、スチレン系樹脂及び難燃剤を含み、
前記難燃剤の融点は、前記混練部と前記排出口の間の最高温度よりも高く、
前記難燃剤は、前記複数の原料供給部のうちの最上流になる原料供給部以外から前記シリンダー内に供給され、
前記混練部の上流側の順送りスクリューのL/Dが1.2以下であり、
前記混練部の間の順送りスクリューのL/Dが0.5以上である、難燃剤マスターバッチの製造方法。
但し、Dはスクリュー径(mm)を、Lはスクリューリード長(mm)である。
9. 前記スチレン系樹脂100質量部に対して、前記難燃剤15〜90質量部である、前記8に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
10. 前記難燃剤は、式(1)で表される臭素化ジフェニルアルカンである、前記8又は前記9に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
11. 前記臭素化ジフェニルアルカンが、デカブロモジフェニルエタンである前記10に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
12. 前記原料は、難燃助剤及びタルクをさらに含む、前記8〜前記11の何れか1つに記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
13. 前記スチレン系樹脂100質量部に対して、前記難燃助剤0〜15質量部、前記タルク0〜40質量部である、前記12に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
14. 前記難燃助剤が三酸化アンチモンである、前記12又は前記13に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
15. スチレン系樹脂及び難燃剤を含む原料が混練されてなる難燃剤マスターバッチであって、
前記難燃剤は、前記混練時に前記原料が到達する最高温度よりも高い融点を有する、難燃剤マスターバッチ。
16. 前記8〜前記14の何れか1つに記載の方法によって得られた難燃剤マスターバッチ又は前記1〜前記7の何れか1つ又は前記15に記載の難燃剤マスターバッチと、スチレン系樹脂組成物とを、押出機で溶融混合する工程を備える、スチレン系難燃性樹脂組成物の製造方法。
17. 前記16に記載の方法によって得られたスチレン系難燃性樹脂組成物からなる成形体。
ニーディングディスク(1)〜(3)はそれぞれの位相角45度、90度、135度であり、L/Dが0.25〜0.8である。但し、位相角とは隣合う2枚の羽根の間のねじれ角度(度)、Lはニーディングディスクの長さ(mm)、Dはスクリュー径(mm)を表す。
また、難燃剤マスターバッチを製造する際の製造の容易性、また難燃剤マスターバッチを使用してスチレン系難燃性樹脂組成物を製造する際の容易性、強度アップ等の、更にスチレン系難燃樹脂組成物の成形物の流動性・擦り傷性等の観点から、滑剤としてポリオレフィン系ワックス、高級脂肪酸アミド、及び高級カルボン酸金属塩等を使用する事が出来る。
使用した(A−1)スチレン系樹脂は、還元粘度0.70dl/g、ゲル含有量26.4質量%で、ゴム状重合体を9.4質量%含有し、該ゴム状重合体の体積平均粒子径2.8μmであり、その全てがシス−1,4結合を90モル%以上の比率で含有するハイシスポリブタジエンゴムのゴム変性スチレン系樹脂(HI)である。
また、(A−2)スチレン系樹脂は、還元粘度0.74dl/g、スチレン系樹脂中の流動パラフィン含有量が2.2質量%のスチレン重合体(GP)である。
ここで言う還元粘度、ゲル含有量、ゴム状重合体含有量及び体積平均粒子径は以下の方法にて測定した。
スチレン系樹脂1gにメチルエチルケトン(MEK)15mlとアセトン15mlの混合溶媒を加え、25℃で2時間振とう溶解した後、遠心分離で不溶分を沈降させ、デカンテーションにより上澄み液を取り出し、500mlのメタノールを加えて樹脂分を析出させ、不溶分を濾過乾燥する。同操作で得られた樹脂分をトルエンに溶解してポリマー濃度0.4%(重量/体積)の試料溶液を作製する。この試料溶液、及び純トルエンを30℃に恒温しウベローデ型粘度計により溶液流下秒数を測定して、下式にて算出した。
t0:純トルエン流下秒数
t1:試料溶液流下秒数
C:ポリマー濃度
スチレン系樹脂をトルエンに2.5質量%の割合で加え、25℃で2時間振とう溶解した後、遠心分離(回転数10000〜14000rpm、分離時間30分)で不溶分(ゲル分)を沈降させ、デカンテーションにより上澄み液を除去してゲルを得る。次に、この膨潤ゲルを100℃で2時間予備乾燥した後、120℃の真空乾燥機で1時間乾燥する。デシケータで常温まで冷却し精秤し下式にて算出した。
ゲル分率(%)=((b−a)/S)×100
a:遠心沈降管重量
b:乾燥ゲル+遠心沈降管重量
S:試料樹脂重量
スチレン系樹脂をクロロホルムに溶解させ、一定量の一塩化ヨウ素/四塩化炭素溶液を加え暗所に約1時間放置後、15質量%のヨウ化カリウム溶液と純水50mlを加え、過剰の一塩化ヨウ素を0.1Nチオ硫酸ナトリウム/エタノール水溶液で滴定し、付加した一塩化ヨウ素量から算出した。
スチレン系樹脂をジメチルホルムアミドに完全に溶解させ、レーザー回析方式粒度分布装置にて測定した。測定装置としては、ベックマン・コールター株式会社製レーザー回析方式粒子アナライザー「LS−230型」を用いた。
難燃剤は、アルベマール日本株式会社製「SAYTEX−8010」(デカブロモジフェニルエタン)を使用した。(融点:345℃)
日本精鉱株式会社製「PATOX−M」(体積平均粒子径0.8μmの三酸化アンチモン)を使用した。
富士タルク工業株式会社製「KPタルク」(体積平均粒子径:8μm)を使用した。
(A)スチレン系樹脂、(C)難燃助剤、(D)タルクを表1及び表2に示す配合量(質量部)にて、ヘンシェルミキサー型混合機で予備混合した後、図1に示す二軸押出機の第一供給部に定量供給した。(B)難燃剤は、表1及び表2に示す供給位置及び配合比率にて供給した。これらの原料を第一及び第二混練部にて溶融混練りして、ストランドとし、水冷してからペレタイザーへ導き、ペレット化して難燃剤マスターバッチを得た。尚、予備混合時にソジウムアルミノシリケートとA型ゼオライトの混合物、ジンクステアレート、ポリエチレンワックス、エチレンビスステアリン酸アマイドも同時に添加した。
難燃剤マスターバッチ、スチレン系樹脂を表1及び表2に示す配合量(質量部)にて、ヘンシェルミキサー型混合機で予備混合した後、単軸押出機に供給して、溶融混練りして、ストランドとし、水冷してからペレタイザーへ導き、ペレット化してスチレン系難燃樹脂組成物を得た。
実施例、比較例に示された各種測定は以下の方法により実施した。結果を表1及び表2に示す。
プレス成形機(株式会社東洋精機製作所製「MP−2F」)にて、難燃剤マスターバッチのペレットを70℃で3時間加熱乾燥後、プレス板の端に約100g置いて、設定温度200℃にて3分間加熱を行い、徐々に圧力をかけて、溶融してはみ出してきた難燃剤マスターバッチをゆっくり引いて、厚さが約30〜50μmのフイルムを作製し、目視観察した。評価結果は下記のように表記した。
○:ブツが無い
×:分散不良のブツがある
スチレン系難燃性樹脂組成物のペレットを70℃で3時間加熱乾燥後、射出成形機(日本製鋼所株式会社製「J100E−P」)にて、127×12.7×0.8mmの難燃性評価用試験片を成形した。係る試験片を用い、米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ社のサブジェクト94号の垂直燃焼試験方法(UL94)に基づき、燃焼試験を行った。
スチレン系難燃性樹脂組成物のペレットを70℃で3時間加熱乾燥後、射出成形機(日本製鋼所株式会社製「J100E−P」)にて、成形技能士試験用金型(成形品寸法:縦/横/深さ=100×75×45mm、箱型)をシリンダー温度:220℃、金型温度:40℃、冷却時間:40秒、射出速度:10%、射出時間:6秒にて連続成形した。型開きの際に成形品のコーナー部位に発生する傷を目視観察した。評価結果は下記のように表記した。
○:傷の発生無し
×:傷が発生
2 第一供給部
3 第二供給部
4 真空ベント口
5 難燃剤マスターバッチの排出口(ダイス)
6 第一混練部
7 第二混練部
8 順送りスクリュー
9 順送りスクリュー
10温度計
Claims (9)
- 二軸押出機を用いた難燃剤マスターバッチの製造方法であって、
前記二軸押出機は、シリンダー内に前記難燃剤マスターバッチの原料を供給するための複数の原料供給部と、前記原料供給部の下流側に設けられ且つ前記原料を混練する混練部と、前記混練部の上流側と前記混練部の間のそれぞれに設けられた順送りスクリューと、前記混練部の下流側に設けられた真空ベント口と、前記真空ベント口の下流側に設けられ且つ前記混練部で混練された前記原料を排出する排出口を備え、
前記原料供給部から供給された前記原料を前記混練部で混練して前記排出口から排出する工程を備え、
前記原料は、スチレン系樹脂及び難燃剤を含み、
前記難燃剤の融点は、前記混練部と前記排出口の間の最高温度よりも高く、
前記難燃剤は、前記複数の原料供給部のうちの最上流になる原料供給部以外から前記シリンダー内に供給され、
前記混練部の上流側の順送りスクリューのL/Dが1.2以下であり、
前記混練部の間の順送りスクリューのL/Dが0.5以上である、難燃剤マスターバッチの製造方法。
但し、Dはスクリュー径(mm)を、Lはスクリューリード長(mm)である。 - 前記スチレン系樹脂100質量部に対して、前記難燃剤15〜90質量部である、請求項1に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
- 前記難燃剤は、式(1)で表される臭素化ジフェニルアルカンである、請求項1又は請求項2に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
[式中、RはCnH2n(nは1〜10の整数)のアルキレン基、X1及びX2はそれぞれ単独に整数1〜5の臭素原子であり、X1+X2≧2である] - 前記臭素化ジフェニルアルカンが、デカブロモジフェニルエタンである請求項3に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
- 前記原料は、難燃助剤及びタルクをさらに含む、請求項1〜請求項4の何れか1つに記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
- 前記スチレン系樹脂100質量部に対して、前記難燃助剤0〜15質量部、前記タルク0〜40質量部である、請求項5に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
- 前記難燃助剤が三酸化アンチモンである、請求項5又は請求項6に記載の難燃剤マスターバッチの製造方法。
- 請求項1〜請求項7の何れか1つに記載の方法によって得られた難燃剤マスターバッチと、スチレン系樹脂組成物とを、押出機で溶融混合する工程を備える、スチレン系難燃性樹脂組成物の製造方法。
- 請求項8に記載の方法によって得られたスチレン系難燃性樹脂組成物を成形する工程を含む成形体の製造方法。
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