JP3915926B2 - Flame retardant resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、芳香族ポリカーボネート樹脂、芳香族系エポキシ樹脂等の分子中に芳香環を含む合成樹脂を主成分とする難燃性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a flame retardant resin composition mainly composed of a synthetic resin containing an aromatic ring in a molecule such as an aromatic polycarbonate resin or an aromatic epoxy resin.
難燃性樹脂組成物は、例えば電気・電子機器部品、建材、自動車部品、日用品等の製品に多く使われている。これらの樹脂組成物は、一般的に、有機ハロゲン化合物又はこれと三酸化アンチモンとを添加することにより難燃性が付与されている。 Flame retardant resin compositions are often used in products such as electrical / electronic equipment parts, building materials, automobile parts, and daily necessities. These resin compositions are generally provided with flame retardancy by adding an organic halogen compound or this and antimony trioxide.
しかし、これらの難燃性樹脂組成物は燃焼時に有害なハロゲン系ガスを発生するという欠点があった。 However, these flame retardant resin compositions have a drawback that harmful halogen gases are generated during combustion.
これに対して、有害ガスを発生しないシリコーン樹脂を添加することで難燃性が付与されることが知られている。 On the other hand, it is known that flame retardancy is imparted by adding a silicone resin that does not generate harmful gases.
特開昭54−36365号公報(特許文献1)には三官能性シロキサン単位を80重量%以上含有するシリコーン樹脂を添加する難燃性樹脂組成物が記載されている。しかし、有機樹脂については芳香族ポリカーボネート樹脂や芳香族系エポキシ樹脂については何ら記載されておらず、また有機樹脂との溶融加工性を重視して、実質的に架橋性官能基をほとんど含有しない、室温以上の軟化温度を示す比較的高分子量のシリコーン樹脂を使用しているため、難燃化効果が小さく、シリコーン樹脂を有機樹脂100重量部に対して10〜300重量部添加する必要があり、有機樹脂の特性を損なってしまうという問題があった。 JP-A-54-36365 (Patent Document 1) describes a flame retardant resin composition to which a silicone resin containing 80% by weight or more of a trifunctional siloxane unit is added. However, for the organic resin, there is no description about the aromatic polycarbonate resin or the aromatic epoxy resin, and in consideration of the melt processability with the organic resin, substantially no crosslinkable functional group is contained. Since a relatively high molecular weight silicone resin exhibiting a softening temperature above room temperature is used, the flame retardancy effect is small, and it is necessary to add 10 to 300 parts by weight of the silicone resin to 100 parts by weight of the organic resin. There was a problem that the characteristics of the organic resin were impaired.
特表昭59−500099号公報(特許文献2)、特開平4−226159号公報(特許文献3)、特開平7−33971号公報(特許文献4)には単官能性シロキサン単位と四官能性シロキサン単位からなるシリコーン樹脂を添加した難燃性樹脂組成物が、特開平6−128434号公報(特許文献5)にはビニル基を持つシロキサン単位を含有するシリコーン樹脂を添加した難燃性樹脂組成物が記載されている。しかしながら、いずれの組成物においても十分な難燃効果を得るためにはシリコーン樹脂の添加量を多くしたり、水酸化アルミニウム等の無機充填材やハロゲン及びリン化合物を併用することが必要である。 JP-A-59-500909 (Patent Document 2), JP-A-4-226159 (Patent Document 3), and JP-A-7-33971 (Patent Document 4) disclose monofunctional siloxane units and tetrafunctionality. A flame retardant resin composition to which a silicone resin comprising a siloxane unit is added is disclosed in JP-A-6-128434 (Patent Document 5) in which a silicone resin containing a siloxane unit having a vinyl group is added. Things are listed. However, in any composition, in order to obtain a sufficient flame retardant effect, it is necessary to increase the amount of silicone resin added or to use an inorganic filler such as aluminum hydroxide, a halogen and a phosphorus compound in combination.
このように、シリコーン樹脂を添加する場合、添加量を多くしないと十分な難燃効果が得られないが、添加量を多くすると樹脂組成物の成型性や機械的強度等の諸物性が大幅に低下してしまうという課題があり、より難燃効果の大きいシリコーン樹脂添加剤、又はシリコーン樹脂と併用して効果を向上させられる添加剤の開発が検討されてきた。 Thus, when adding a silicone resin, a sufficient flame retardant effect cannot be obtained unless the addition amount is increased. However, increasing the addition amount greatly increases various physical properties such as moldability and mechanical strength of the resin composition. Development of an additive that can be improved in combination with a silicone resin additive having a greater flame retardant effect or a silicone resin has been studied.
特開平8−176425号公報(特許文献6)にはエポキシ基を含有するオルガノポリシロキサンと有機スルホン酸のアルカリ金属塩を添加した難燃性樹脂組成物が、特開平8−176427号公報(特許文献7)にはフェノール性水酸基含有オルガノポリシロキサンで変性したポリカーボネート樹脂と有機アルカリ金属塩を添加した難燃性樹脂組成物が記載されている。また、特開平9−169914号公報(特許文献8)には石油系重質油類又はピッチ類をシリコーン化合物と併用して難燃効果を向上させた組成物が記載されている。しかし、特殊な有機官能基を持ったシリコーン樹脂は高価であったり、製造工程が複雑化したりすることによるコストアップに見合うほどの十分な難燃化効果は得られず、更なる改善が望まれている。 JP-A-8-176425 (Patent Document 6) discloses a flame retardant resin composition in which an organopolysiloxane containing an epoxy group and an alkali metal salt of an organic sulfonic acid are added. Reference 7) describes a flame retardant resin composition in which a polycarbonate resin modified with a phenolic hydroxyl group-containing organopolysiloxane and an organic alkali metal salt are added. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-169914 (Patent Document 8) describes a composition in which a petroleum-based heavy oil or pitch is used in combination with a silicone compound to improve the flame retardant effect. However, silicone resins with special organic functional groups are expensive, and the flame retardant effect sufficient to meet the cost increase due to the complicated manufacturing process cannot be obtained, and further improvement is desired. ing.
また、ポリカーボネート樹脂の耐熱酸化性の改良を目的に、比較的低コストで導入可能なアルコキシ官能基を持つシリコーン樹脂を添加すると効果的であることが知られている。特開昭54−102352号公報(特許文献9)には下記に示すアルコキシ基を含有するシリコーン樹脂を添加する熱可塑性樹脂組成物が記載されている。アルコキシ基含有率が大きいシロキサンほどネットワークを形成するため耐熱酸化性が優れているが、前者はフェニル基を含有しないため難燃性が不十分であり、後者の含フェニル基低分子量オルガノシロキサンを添加した場合も、溶融加工時や燃焼時の熱で気化することによる有効成分の減少が激しく、難燃化効果は不十分であった。 In addition, it is known that it is effective to add a silicone resin having an alkoxy functional group that can be introduced at a relatively low cost for the purpose of improving the heat-resistant oxidation resistance of the polycarbonate resin. JP-A-54-102352 (Patent Document 9) describes a thermoplastic resin composition to which a silicone resin containing an alkoxy group shown below is added. A siloxane with a higher alkoxy group content forms a network and thus has better thermal oxidation resistance. However, the former does not contain a phenyl group, so the flame retardancy is insufficient, and the latter phenyl-containing low molecular weight organosiloxane is added. In this case, the active ingredient was drastically reduced due to vaporization by heat at the time of melt processing or combustion, and the flame retarding effect was insufficient.
更に、特開平1−318069号公報(特許文献10)には、アルコキシ基又は水酸基を有するシリコーン樹脂と熱可塑性重合体からなる粉末状重合体混合物が、特開平6−306265号公報(特許文献11)には、アルコキシ基、ビニル基及びフェニル基を有する有機シロキサンを必須成分として含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が記載されている。しかし、前者はやはりシリコーン樹脂単独では難燃性が不十分なため、ハロゲン及びリン化合物を併用することが必要であり、後者のものは実質的にアルコキシ基としてメトキシ基等の低級アルコキシ基を含有しており、加水分解反応性が高すぎるため、アルコールを生成させて樹脂組成物の透明性を損なってしまうという問題がある。 Further, in JP-A-1-318069 (Patent Document 10), a powdery polymer mixture comprising a silicone resin having an alkoxy group or a hydroxyl group and a thermoplastic polymer is disclosed in JP-A-6-306265 (Patent Document 11). ) Describes a flame retardant polycarbonate resin composition containing an organic siloxane having an alkoxy group, a vinyl group and a phenyl group as essential components. However, the former also has insufficient flame retardancy with the silicone resin alone, so it is necessary to use a halogen and a phosphorus compound together. The latter substantially contains a lower alkoxy group such as a methoxy group as an alkoxy group. In addition, since the hydrolysis reactivity is too high, there is a problem that alcohol is generated and the transparency of the resin composition is impaired.
また、近年においては各種プラスチック材料のリサイクル使用に対する要求が高まっているが、上述したアルコキシ基、水酸基あるいはエポキシ基等の反応性基を有するシリコーン化合物は、樹脂組成物の成型時や成型後の使用経時において、シリコーン化合物同士あるいは樹脂組成物中の他成分との相互作用及び使用環境によって分子構造が変化するため、回収使用時の成型性が不良となり、リサイクル使用が不可能なものであった。 In recent years, there has been an increasing demand for recycling of various plastic materials. However, the above-mentioned silicone compounds having reactive groups such as alkoxy groups, hydroxyl groups or epoxy groups can be used at the time of molding a resin composition or after molding. Over time, the molecular structure changes depending on the interaction between the silicone compounds or with other components in the resin composition and the usage environment, so that the moldability at the time of collection and use becomes poor and the recycling cannot be used.
一方、特開平10−139964号公報(特許文献12)には、二官能性シロキサン単位と三官能性シロキサン単位からなり、重量平均分子量が10,000以上270,000以下であるシリコーン樹脂を添加した難燃性樹脂組成物が記載されている。末端基としてR’3SiO0.5で示される単官能性シロキサン単位を導入し、このR’のうち水酸基及び/又はアルコキシ基がモル比で10%未満であることが好ましいとされているが、分子中の水酸基及びアルコキシ基の含有量に関しては規定されておらず、また高分子量のシリコーン樹脂を使用しているため、成型性や難燃性において更に改良が必要とされていた。 On the other hand, in JP-A-10-139964 (Patent Document 12), a silicone resin comprising a bifunctional siloxane unit and a trifunctional siloxane unit and having a weight average molecular weight of 10,000 to 270,000 is added. A flame retardant resin composition is described. It is said that a monofunctional siloxane unit represented by R ′ 3 SiO 0.5 is introduced as a terminal group, and the hydroxyl group and / or alkoxy group in this R ′ is preferably less than 10% by mole, The content of the hydroxyl group and alkoxy group in the inside is not specified, and since a high molecular weight silicone resin is used, further improvements in moldability and flame retardancy are required.
そこで、芳香族系ポリカーボネートやエポキシ樹脂等の分子中に芳香環を含む合成樹脂の物理的特性及び光学的透明性を維持しつつ、少量添加で難燃性に優れた樹脂成型品を得ることができ、リサイクル使用が可能な難燃性樹脂組成物が求められている。
従って、本発明の第一の目的は、実質的に反応性基をもっていないオルガノポリシロキサンを添加して、リサイクル使用が可能で、火災発生時や焼却処分時に有害ガスを発生しない、安全で環境負荷の少ない難燃性樹脂組成物を提供することにある。 Therefore, the first object of the present invention is to add an organopolysiloxane having substantially no reactive group and to be able to recycle it. It is safe and does not generate harmful gas during fire or incineration. An object of the present invention is to provide a flame retardant resin composition having a low content.
本発明の第二の目的は、特殊な有機官能基をもたず、安価なオルガノポリシロキサンの中から特定の構造をもつものを選択することで、少量の添加でも十分な難燃効果が得られる低コストの難燃性樹脂組成物を提供することにある。 The second object of the present invention is to select a material having a specific structure from among inexpensive organopolysiloxanes that do not have a special organic functional group, so that a sufficient flame retardant effect can be obtained even with a small amount of addition. Another object of the present invention is to provide a low-cost flame retardant resin composition.
本発明の第三の目的は、特定の構造のオルガノポリシロキサンを使用して、樹脂組成物の成型性、成型品の外観や光学的透明度及び機械的強度等の諸物性の低下がほとんどない難燃性樹脂組成物を提供することにある。 The third object of the present invention is to use an organopolysiloxane having a specific structure, so that there is hardly any deterioration in physical properties such as moldability of the resin composition, appearance of the molded product, optical transparency, and mechanical strength. It is in providing a flammable resin composition.
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、芳香族ポリカーボネート樹脂や芳香族系エポキシ樹脂等の分子中に芳香環を含む合成樹脂に、分子中にフェニル基をケイ素原子に結合する必須の置換基として含有すると共に、単官能性シロキサン単位を必須の単位として含有し、分子中のアルコキシ基の含有量及びSi−OH基としての水酸基の含有量をそれぞれ2重量%未満とした特定分子量のオルガノポリシロキサン化合物を少量添加することにより、難燃性、ドリップ防止性が付与され、また光学的透明性を確保することも可能であり、しかもリサイクル使用が可能であることを見出した。このものは、ハロゲン、リン、アンチモン等を含有しなくとも高い難燃性が得られるので、燃焼時に有害なガスを発生させないことも可能であり、更に上記オルガノポリシロキサンは少量の添加で難燃効果が得られるため、芳香族ポリカーボネート樹脂や芳香族系エポキシ樹脂等の分子中に芳香環を含む合成樹脂本来の性能を低下させないものであることを知見し、本発明をなすに至ったものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that synthetic resins containing aromatic rings in the molecule such as aromatic polycarbonate resins and aromatic epoxy resins, and phenyl groups in the molecules as silicon atoms. In addition to containing as an essential substituent to be bonded, a monofunctional siloxane unit is contained as an essential unit, and the content of alkoxy groups in the molecule and the content of hydroxyl groups as Si-OH groups are each less than 2% by weight. By adding a small amount of a specific molecular weight organopolysiloxane compound, it has been found that flame retardancy and anti-drip properties can be imparted, optical transparency can be ensured, and recycling can be used. It was. Since this product has high flame retardancy without containing halogen, phosphorus, antimony, etc., it is possible to prevent generation of harmful gases during combustion, and the organopolysiloxane is flame retardant with a small amount of addition. Since the effect is obtained, it was found that the original performance of a synthetic resin containing an aromatic ring in a molecule such as an aromatic polycarbonate resin or an aromatic epoxy resin is not deteriorated, and the present invention has been made. is there.
従って、本発明は、
(A)分子中に芳香環を含む合成樹脂 100重量部、
(B)分子中にフェニル基をケイ素原子に結合する必須の置換基として含有し、R1R2R3SiO1/2で表されるシロキサン単位(但し、R1,R2,R3は互いに同一又は異種の炭素数1〜6の非置換又は置換1価炭化水素基を示す)を含有し、分子中のアルコキシ基及びSi−OH基としての水酸基の含有量がそれぞれ2重量%未満であり、かつ重量平均分子量が2,000以下であるオルガノポリシロキサン 0.1〜10重量部
を含有し、更にベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレン−2,6−ジスルホン酸二ナトリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタンスルホン酸ナトリウムから選ばれる1種又は2種以上を含有してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物
を提供する。
Therefore, the present invention
(A) 100 parts by weight of a synthetic resin containing an aromatic ring in the molecule,
(B) A siloxane unit containing a phenyl group as an essential substituent for bonding to a silicon atom in the molecule and represented by R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 (provided that R 1 , R 2 and R 3 are Each having the same or different carbon number 1 to 6 unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group), and the hydroxyl group content as an alkoxy group and Si-OH group in the molecule is less than 2% by weight, respectively. And 0.1 to 10 parts by weight of an organopolysiloxane having a weight average molecular weight of 2,000 or less, and further sodium benzenesulfonate, disodium naphthalene-2,6-disulfonate, diphenylsulfone-3-sulfone Provided is a flame retardant resin composition characterized by containing one or more selected from sodium acid and sodium perfluorobutanesulfonate .
本発明によれば、分子中に芳香環を含む合成樹脂に特定構造のオルガノポリシロキサンを含有させることにより、燃焼時に有害ガスを発生せずに樹脂の難燃化が達成され、成形品の光学的透明性も維持でき、リサイクル使用が可能な難燃性樹脂組成物を得ることができる。 According to the present invention, by containing an organopolysiloxane having a specific structure in a synthetic resin having an aromatic ring in the molecule, flame retardancy of the resin can be achieved without generating harmful gas during combustion, and the optical properties of the molded product can be achieved. The flame retardant resin composition can be obtained, which can maintain the transparency and can be recycled.
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明で使用される(A)成分の分子中に芳香環を含む合成樹脂は、フェノール、スチレン、フタル酸などの芳香族化合物を原料として製造される樹脂であり、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、芳香族系エポキシ樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂などが使用される。中でも芳香族ポリカーボネート樹脂、芳香族系エポキシ樹脂が好ましく用いられる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The synthetic resin containing an aromatic ring in the molecule of the component (A) used in the present invention is a resin produced from an aromatic compound such as phenol, styrene or phthalic acid as a raw material, such as polystyrene resin, polycarbonate resin, polyphenylene. Oxide resins, acrylonitrile-butadiene-styrene resins, acrylonitrile-styrene resins, aromatic epoxy resins, aromatic polyester resins, and the like are used. Of these, aromatic polycarbonate resins and aromatic epoxy resins are preferably used.
芳香族ポリカーボネート樹脂は、2価フェノールとホスゲン又は炭酸ジエステルの反応により製造されるものを用いることができる。2価フェノールとしては、ビスフェノール類が好ましく、特に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。また、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンの一部又は全部を他の2価フェノール化合物で置換してもよい。2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン以外の2価フェノール化合物は、例えば、ハイドロキノン、4,4−ジヒドロキシフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトンなどの化合物である。これらの2価フェノールのホモポリマー又は2種以上のコポリマー、あるいはこれらのブレンド品であってもよい。 As the aromatic polycarbonate resin, those produced by the reaction of dihydric phenol and phosgene or carbonic acid diester can be used. As the dihydric phenol, bisphenols are preferable, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane is particularly preferable. Further, some or all of 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane may be substituted with other dihydric phenol compounds. Examples of dihydric phenol compounds other than 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane include hydroquinone, 4,4-dihydroxyphenyl, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, and bis Compounds such as (4-hydroxyphenyl) ketone. It may be a homopolymer of these dihydric phenols or a copolymer of two or more kinds, or a blend thereof.
芳香族系エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、各種硬化剤により硬化可能な合成樹脂であり、従来から知られている種々のエポキシ樹脂を使用することができる。例えば、ノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等が挙げられる。特に、溶融粘度の低いビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂が好ましく、必要により他のエポキシ樹脂を併用することが好ましい。 The aromatic epoxy resin is a synthetic resin having two or more epoxy groups in one molecule and curable with various curing agents, and various conventionally known epoxy resins can be used. Examples thereof include novolac type epoxy resins, triphenolalkane type epoxy resins, dicyclopentadiene-phenol novolac resins, phenol aralkyl type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and heterocyclic epoxy resins. In particular, an epoxy resin having a biphenyl skeleton having a low melt viscosity is preferable, and if necessary, another epoxy resin is preferably used in combination.
(B)成分のオルガノポリシロキサンは、分子中にフェニル基をケイ素原子に結合する必須の置換基として含有し、かつR1R2R3SiO1/2で表される単官能性シロキサン単位を含有するものを使用する。フェニル基は芳香環を含む合成樹脂への分散性、相溶性に影響を与え、樹脂組成物の難燃性、成型性及び透明性を向上させるために必要であり、R1R2R3SiO1/2で表される単官能性シロキサン単位はオルガノポリシロキサン分子の末端を封鎖し、反応性を有する水酸基及びアルコキシ基の含有量を低減化する目的で使用するものである。 The organopolysiloxane of component (B) contains a monofunctional siloxane unit represented by R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 which contains a phenyl group as an essential substituent for bonding to a silicon atom in the molecule. Use what is contained. The phenyl group affects dispersibility and compatibility in a synthetic resin containing an aromatic ring, and is necessary for improving the flame retardancy, moldability and transparency of the resin composition. R 1 R 2 R 3 SiO The monofunctional siloxane unit represented by 1/2 is used for the purpose of blocking the end of the organopolysiloxane molecule and reducing the content of reactive hydroxyl groups and alkoxy groups.
ここで、R1,R2,R3は同一又はそれぞれ異なるものであってもよい、炭素数1〜6の非置換又は置換1価炭化水素基より選択され、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基、フェニル基などが例示されるが、特にメチル基、フェニル基が好ましい。 Here, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and are selected from an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, specifically, a methyl group, ethyl Group, propyl group, butyl group, hexyl group, cyclohexyl group and other alkyl groups, vinyl group, allyl group and other alkenyl groups, phenyl group and the like are exemplified, and methyl group and phenyl group are particularly preferable.
このオルガノポリシロキサンは、樹脂組成物のリサイクル使用を可能とし、成型性、成型品の外観や透明性を低下させないためには、前述したように分子中の反応性基をできる限り少なくすることが重要であり、このため分子中のアルコキシ基の含有量及びSi−OH基としての水酸基の含有量をそれぞれ一定量以下とすることが必要となる。 This organopolysiloxane makes it possible to recycle the resin composition and to reduce the reactive groups in the molecule as much as possible in order not to lower the moldability, appearance and transparency of the molded product as described above. For this reason, it is necessary to make the content of the alkoxy group in the molecule and the content of the hydroxyl group as the Si-OH group each equal to or less than a certain amount.
従って、本発明で使用するオルガノポリシロキサンは、分子中におけるアルコキシ基の含有量を2重量%未満のものとすることが必要である。このオルガノポリシロキサン中のアルコキシ基は、燃焼時のドリップを抑える効果があるものであるが、他方、耐湿性という観点においては、難燃性樹脂組成物が高湿度条件下におかれた場合に、吸湿水分によって加水分解反応してアルコールを発生させ、成型品の透明性を損なうおそれがあるし、その結果として生成するSi−OH基はリサイクル使用時の成型性に悪影響を与える。分子中のアルコキシ基含有量を2重量%未満として、上記の加水分解反応に寄与するアルコキシ基量を減少させることによって、耐湿性が大幅に向上し、透明性に優れた成型品を得ることができる。アルコキシ基の加水分解反応性及び難燃性の点からは、更に残存アルコキシ基をイソプロポキシ基、2−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基等から選択される炭素数3〜6の2級及び/又は3級のアルコキシ基とすることが好ましい。 Therefore, the organopolysiloxane used in the present invention needs to have an alkoxy group content in the molecule of less than 2% by weight. The alkoxy group in the organopolysiloxane has an effect of suppressing drip during combustion. On the other hand, in terms of moisture resistance, the flame retardant resin composition is placed under high humidity conditions. There is a possibility that alcohol may be generated by hydrolysis reaction with moisture absorption, and the transparency of the molded product may be impaired. As a result, the Si—OH group produced adversely affects the moldability during recycling. By reducing the content of alkoxy groups in the molecule to less than 2% by weight and reducing the amount of alkoxy groups that contribute to the hydrolysis reaction, moisture resistance is greatly improved, and molded products with excellent transparency can be obtained. it can. From the point of hydrolysis reactivity and flame retardancy of the alkoxy group, the remaining alkoxy group is further selected from 2 to 3 carbon atoms selected from isopropoxy group, 2-butoxy group, tert-butoxy group, cyclohexyloxy group and the like. It is preferable to use a tertiary and / or tertiary alkoxy group.
また、分子中におけるSi−OH基としての水酸基の含有量も、2重量%未満、好ましくは1重量%未満のものとすることが必要である。これは、水酸基の含有量が2重量%以上では、芳香環を含む合成樹脂と溶融混合する際に、Si−OH基間での縮合反応が起こりやすくなってオルガノポリシロキサンが高分子量化し、分散性が不良となって樹脂組成物の透明性、衝撃強度が低下すると共に、燃焼時の表面移行性が悪くなって難燃性が低下し、再加工時の成型性が不良となってリサイクル使用が不可能となるためであり、かかる点から水酸基含有量は1重量%以下とすることがより好ましい。 In addition, the content of hydroxyl groups as Si—OH groups in the molecule should be less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight. This is because when the hydroxyl group content is 2% by weight or more, when melt-mixing with a synthetic resin containing an aromatic ring, a condensation reaction between Si-OH groups easily occurs, and the organopolysiloxane has a high molecular weight and is dispersed. The resin composition becomes poor in transparency and impact strength, and the surface transferability during combustion deteriorates and the flame retardancy decreases, resulting in poor moldability during rework and recycling. From this point, the hydroxyl group content is more preferably 1% by weight or less.
なお、上記アルコキシ基、Si−OH基としての水酸基は少なければ少ない程よいが、製造上0にすることが難しいものである。 It should be noted that the smaller the number of hydroxyl groups as the alkoxy group and Si—OH group, the better.
このようにフェニル基を含有し、分子中のアルコキシ基含有量及びSi−OH基としての水酸基含有量を2重量%未満としたオルガノポリシロキサンは、本質的に非反応性のものであり、高耐熱性を有することから、350℃以下の温度範囲においてはほとんどその構造が変化しないため、リサイクル使用が可能な難燃性樹脂組成物とすることが可能である。また、これらのオルガノポリシロキサンは、いずれも燃焼時には有害なガスを発生させることがない。 Thus, an organopolysiloxane containing a phenyl group and having an alkoxy group content in the molecule and a hydroxyl group content of less than 2% by weight as a Si-OH group is essentially non-reactive, Since it has heat resistance, its structure hardly changes in a temperature range of 350 ° C. or lower, and thus it is possible to obtain a flame-retardant resin composition that can be recycled. Further, any of these organopolysiloxanes does not generate harmful gas during combustion.
(B)成分のオルガノポリシロキサンの重量平均分子量は2,000以下であるが、小さすぎると低分子量体の含有率が高くなって、芳香環を含む合成樹脂と溶融混合する際に系外に揮発する成分が多くなり、難燃効果が発揮されないおそれがある。従って、かかる点から、410以上2,000以下とすることがよく、更には500以上2,000以下とすることが好ましい。 The weight average molecular weight of the (B) component organopolysiloxane is 2,000 or less, but if it is too small, the content of the low molecular weight substance becomes high, and when melt-mixed with a synthetic resin containing an aromatic ring, The component which volatilizes increases and there exists a possibility that a flame-retardant effect may not be exhibited. Therefore, from this point, it is preferable to set it to 410 or more and 2,000 or less, and further preferably set it to 500 or more and 2,000 or less.
このオルガノポリシロキサンは、残存の水酸基やアルコキシ基以外の反応性基をもっていないにも拘わらず、組成物全体の10重量%以下の少量添加で難燃性を付与できる。この組成物を燃焼させた場合、フェニル基を含有するオルガノポリシロキサンは、芳香環を含む合成樹脂との間で、各々がもつ芳香環相互のカップリングにより不燃性のSi−Cセラミック層を容易に形成し、高い難燃効果を発現すると考えられる。 Although this organopolysiloxane has no reactive group other than the remaining hydroxyl group or alkoxy group, it can impart flame retardancy by adding a small amount of 10% by weight or less of the entire composition. When this composition is burned, an organopolysiloxane containing a phenyl group easily forms a non-flammable Si-C ceramic layer with a synthetic resin containing an aromatic ring by coupling each aromatic ring. It is thought that it forms a high flame retardant effect.
更に、オルガノポリシロキサンのフェニル基含有量は、樹脂組成物の成型性や成型品の透明性、機械的強度等にも大きく影響する。オルガノポリシロキサンのフェニル基含有量が高いほど、芳香環を含む合成樹脂への分散性及び相溶性が高くなり、成型性や透明性、機械的強度が良好となる。 Furthermore, the phenyl group content of the organopolysiloxane greatly affects the moldability of the resin composition, the transparency of the molded product, the mechanical strength, and the like. The higher the phenyl group content of the organopolysiloxane, the higher the dispersibility and compatibility with the synthetic resin containing the aromatic ring, and the better the moldability, transparency and mechanical strength.
従って、上記した難燃化機構が有効に働くと共に、樹脂組成物の成型性や成型品の透明性、機械的強度等を良好なレベルとするためには、オルガノポリシロキサン分子のケイ素原子に結合する全有機置換基中でフェニル基の占める割合を重量換算で30〜90%とすることが好ましい。なお、本発明における上記のフェニル基含有量とは以下のように定義される。即ち、(B)成分のオルガノポリシロキサンが下記平均組成式(1)
(C6H5)mRnSi(OR’)p(OH)qO(4-m-n-p-q)/2 (1)
(式中、Rはフェニル基とアルコキシ基以外の有機置換基を表し、炭素数1〜6の非置換又は置換1価炭化水素基であり、R’は炭素数1〜6の1価炭化水素基を示す。)
で表されるものであるとき、下記式で示される(なお、MWは各置換基の分子量を示す)。
フェニル基含有量(重量%)=
{MW(C6H5)×m×100}
/{MW(C6H5)×m+MW(R)×n+MW(R’)×p}
Therefore, in order to make the above-mentioned flame retarding mechanism work effectively, and to make the moldability of the resin composition, the transparency of the molded product, the mechanical strength, etc. at a good level, it is bonded to the silicon atom of the organopolysiloxane molecule. The proportion of the phenyl group in all organic substituents is preferably 30 to 90% in terms of weight. In addition, said phenyl group content in this invention is defined as follows. That is, the organopolysiloxane of component (B) has the following average composition formula (1)
(C 6 H 5 ) m R n Si (OR ′) p (OH) q O (4-mnpq) / 2 (1)
(In the formula, R represents an organic substituent other than a phenyl group and an alkoxy group, is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R ′ is a monovalent hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms. Group.)
Is represented by the following formula (where MW represents the molecular weight of each substituent).
Phenyl group content (% by weight) =
{MW (C 6 H 5 ) × m × 100}
/ {MW (C 6 H 5 ) × m + MW (R) × n + MW (R ′) × p}
本発明においては、このフェニル基含有量を30〜90重量%の範囲とすることが好ましい。フェニル基含有量が少なすぎると、分子中に芳香環を含む合成樹脂との相溶性が低下するため、分散性が不足して樹脂組成物の成型性や成型品の透明性及び衝撃強度が不良となるし、フェニル基が少なくなるために難燃効果も低下する。一方、フェニル基含有量が多すぎると、芳香環を含む合成樹脂との相溶性が高くなりすぎて、燃焼時の表面移行性が悪くなるため、この場合も難燃効果が低下してしまう。より好ましくは、フェニル基含有量を50〜90重量%とすることがよい。 In the present invention, the phenyl group content is preferably in the range of 30 to 90% by weight. If the phenyl group content is too low, the compatibility with the synthetic resin containing an aromatic ring in the molecule is lowered, so that the dispersibility is insufficient and the moldability of the resin composition and the transparency and impact strength of the molded product are poor. In addition, since the number of phenyl groups decreases, the flame retardant effect also decreases. On the other hand, if the phenyl group content is too high, the compatibility with the synthetic resin containing an aromatic ring becomes too high, and the surface migration at the time of combustion deteriorates, so that the flame retardant effect also decreases in this case. More preferably, the phenyl group content is 50 to 90% by weight.
なお、上記式(1)において、Rはアルキル基、特にメチル基が好ましく、またR’もアルキル基が好ましいが、特に炭素数3〜6の2級又は3級アルキル基が好ましい。m,n,p,qは、0.5≦m≦2.0、0.1≦n≦2.3、0≦p≦0.13、0≦q≦0.17、0.92≦m+n+p+q≦2.85を満たす正数から選択されることが好ましい。 In the above formula (1), R is preferably an alkyl group, particularly a methyl group, and R 'is also preferably an alkyl group, but a secondary or tertiary alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is particularly preferable. m, n, p, q are 0.5 ≦ m ≦ 2.0, 0.1 ≦ n ≦ 2.3, 0 ≦ p ≦ 0.13, 0 ≦ q ≦ 0.17, 0.92 ≦ m + n + p + q. It is preferably selected from positive numbers satisfying ≦ 2.85.
また、(B)成分のオルガノポリシロキサンは、分子中に
R1R2R3SiO1/2で表される単官能性シロキサン単位を10〜75モル%、
R4R5SiO2/2で表される二官能性シロキサン単位を0〜80モル%、
R6SiO3/2で表される三官能性シロキサン単位を0〜80モル%、
SiO4/2で表される四官能性シロキサン単位を0〜15モル%
含有するものを使用することができる。好ましくは、
R1R2R3SiO1/2で表される単官能性シロキサン単位を20〜70モル%、
R4R5SiO2/2で表される二官能性シロキサン単位を0〜80モル%、
R6SiO3/2で表される三官能性シロキサン単位を0〜80モル%、
SiO4/2で表される四官能性シロキサン単位を0〜10モル%
含有するものを使用する。ここで、R1,R2,R3,R4,R5,R6は、それぞれ同一又は異なるものであってもよい炭素数1〜6の非置換又は置換1価炭化水素基より選択され、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基、フェニル基などが例示されるが、特にメチル基、フェニル基が好ましい。
In addition, the organopolysiloxane of component (B) contains 10 to 75 mol% of monofunctional siloxane units represented by R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 in the molecule,
R 4 R 5 difunctional siloxane units represented by SiO 2/2 0 to 80 mol%,
0 to 80 mol% of trifunctional siloxane units represented by R 6 SiO 3/2,
0 to 15 mol% of tetrafunctional siloxane unit represented by SiO 4/2
What is contained can be used. Preferably,
20 to 70 mol% of monofunctional siloxane units represented by R 1 R 2 R 3 SiO 1/2
R 4 R 5 difunctional siloxane units represented by SiO 2/2 0 to 80 mol%,
0 to 80 mol% of trifunctional siloxane units represented by R 6 SiO 3/2,
0 to 10 mol% of tetrafunctional siloxane unit represented by SiO 4/2
Use what is contained. Here, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each selected from an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, which may be the same or different. And alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group and cyclohexyl group, alkenyl groups such as vinyl group and allyl group, phenyl group and the like, but methyl group and phenyl group are particularly preferable. .
一般的にオルガノポリシロキサンの構造は、単官能性シロキサン単位(M単位)、二官能性シロキサン単位(D単位)、三官能性シロキサン単位(T単位)及び四官能性シロキサン単位(Q単位)の任意の組み合わせによって構成される。本発明において、これらの単位の好適な組み合わせは、M/D系、M/T系、M/D/T系、M/D/Q系、M/T/Q系、M/D/T/Q系で、より好ましくはM/D/T系であり、これにより良好な難燃性及び分散性が得られる。一方、M単独系では分子量が低すぎて難燃効果が発揮されないし、M/Q系はオルガノポリシロキサンの無機的性質が強くなりすぎて、芳香環を含む合成樹脂への分散性が劣ることがある。同様の理由により、M/D/Q系やM/D/T/Q系においては、Q単位の含有量を15モル%以下、より好ましくは10モル%以下とすることがよい。 In general, the structure of organopolysiloxane is composed of monofunctional siloxane units (M units), bifunctional siloxane units (D units), trifunctional siloxane units (T units), and tetrafunctional siloxane units (Q units). It is configured by any combination. In the present invention, preferred combinations of these units are M / D system, M / T system, M / D / T system, M / D / Q system, M / T / Q system, M / D / T / The Q system, more preferably the M / D / T system, provides good flame retardancy and dispersibility. On the other hand, the molecular weight is too low for the M alone system and the flame retardant effect is not exerted. In the M / Q system, the inorganic properties of the organopolysiloxane are too strong and the dispersibility in the synthetic resin containing the aromatic ring is poor. There is. For the same reason, in the M / D / Q system and the M / D / T / Q system, the content of the Q unit is preferably 15 mol% or less, more preferably 10 mol% or less.
なお、(B)成分のオルガノポリシロキサンは、分子中にフェニル基と残存アルコキシ基以外の有機置換基としてメチル基のみを含有するもの、即ち前記平均組成式(1)においてR=メチル基であることが、製造の容易さ及びコスト面からは好ましい。 The organopolysiloxane of component (B) contains only methyl groups as organic substituents other than phenyl groups and residual alkoxy groups in the molecule, that is, R = methyl group in the average composition formula (1). This is preferable from the viewpoint of ease of production and cost.
本発明においては、(A)成分の分子中に芳香環を含む合成樹脂100重量部に対して、(B)成分のオルガノポリシロキサンの配合量が0.1重量部未満では難燃効果が不足するし、10重量部を超えても難燃効果の向上がみられないばかりか、衝撃強度等の機械的特性の低下が大きくなるため、0.1〜10重量部とすることが必要であり、好ましくは0.2〜5重量部である。 In the present invention, the flame retardant effect is insufficient when the blending amount of the organopolysiloxane of the component (B) is less than 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin containing an aromatic ring in the molecule of the component (A). However, if the amount exceeds 10 parts by weight, not only the flame retardancy effect is improved, but also the mechanical properties such as impact strength are greatly reduced. The amount is preferably 0.2 to 5 parts by weight.
本発明で使用するオルガノポリシロキサンは、従来公知の方法によって製造することができる。例えば、目的とするオルガノポリシロキサンの分子構造及び分子量に従って、フェニル基を有するオルガノクロロシラン類に適宜の水を反応させた後、必要に応じて添加した有機溶媒、副生する塩酸や低沸分を除去することによって、フェニル基と単官能性シロキサン単位を含有するオルガノポリシロキサンを得ることができる。この場合、単官能性シロキサン単位を導入する方法としては、トリオルガノクロロシランを初期加水分解時から、又は加水分解後の部分縮合物と反応させることができる。また、同じく加水分解後の部分縮合物にヘキサオルガノジシロキサンを反応させることも可能で、この場合には、塩酸、硫酸等の酸触媒又は水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の塩基性触媒を使用することが好ましい。更には、ヘキサオルガノジシラザン等の各種シリル化剤を使用して、残存するアルコキシ基やSi−OH基としての水酸基を封鎖することも好適とされ、この際に使用されるシリル化剤は特に限定されるものではない。 The organopolysiloxane used in the present invention can be produced by a conventionally known method. For example, according to the molecular structure and molecular weight of the desired organopolysiloxane, after reacting appropriate water with organochlorosilanes having a phenyl group, an organic solvent added as necessary, by-product hydrochloric acid and low boiling point are added. By removing, an organopolysiloxane containing a phenyl group and a monofunctional siloxane unit can be obtained. In this case, as a method for introducing a monofunctional siloxane unit, triorganochlorosilane can be reacted with a partial condensate from the initial hydrolysis or after hydrolysis. It is also possible to react hexaorganodisiloxane with the partially condensed product after hydrolysis. In this case, use an acid catalyst such as hydrochloric acid or sulfuric acid or a basic catalyst such as potassium hydroxide or sodium hydroxide. It is preferable to do. Furthermore, it is also suitable to use a variety of silylating agents such as hexaorganodisilazane to block the remaining alkoxy groups and hydroxyl groups as Si—OH groups. It is not limited.
また、フェニル基を有するアルコキシシラン類を出発原料とする場合には、やはり目的とするオルガノポリシロキサンの分子構造及び分子量に従って、所定量の水を添加して加水分解反応を進行させる方法とすることが可能で、この場合には、塩酸、酢酸等の酸触媒又はアンモニア、水酸化ナトリウム等の塩基性触媒を使用することが好ましく、副生するアルコール等の不純物を除去することによって、同様にオルガノポリシロキサンを得ることができる。単官能性シロキサンの単位の導入方法も上記手段を適用すればよい。いずれの場合においても、フェニル基含有量、各シロキサン単位の含有量及び分子量は、各原料の種類と使用量を変化させることによって調整することが可能である。 In addition, when alkoxysilanes having a phenyl group are used as starting materials, a predetermined amount of water is added according to the molecular structure and molecular weight of the target organopolysiloxane, and the hydrolysis reaction proceeds. In this case, it is preferable to use an acid catalyst such as hydrochloric acid or acetic acid, or a basic catalyst such as ammonia or sodium hydroxide. Polysiloxane can be obtained. The above-described means may be applied to the method of introducing the monofunctional siloxane unit. In any case, the phenyl group content, the content of each siloxane unit, and the molecular weight can be adjusted by changing the type and amount of each raw material.
本発明の難燃性樹脂組成物にジフェニルスルホン−3−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロアルカンスルホン酸ナトリウム等の有機アルカリ金属塩及び/又は有機アルカリ土類金属塩を添加すると難燃性が向上する場合がある。これらの化合物は、芳香環相互のカップリングによる不燃性Si−Cセラミック層の形成を促す炭化促進剤として作用し、従来公知のものはすべて本発明の組成物に適用できる。添加する場合は、(A)成分の芳香環を含む合成樹脂100重量部に対して0.001〜5重量部が適当である。0.001重量部未満では添加した効果が期待できず、5重量部を超えると成型品の外観や強度に悪影響を与える場合がある。具体的には、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレン−2,6−ジスルホン酸二ナトリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。 When flame retardancy is improved by adding an organic alkali metal salt and / or an organic alkaline earth metal salt such as sodium diphenylsulfone-3-sulfonate or sodium perfluoroalkanesulfonate to the flame-retardant resin composition of the present invention There is. These compounds act as carbonization promoters that promote the formation of non-combustible Si-C ceramic layers by coupling aromatic rings, and all conventionally known compounds can be applied to the composition of the present invention. When adding, 0.001-5 weight part is suitable with respect to 100 weight part of synthetic resins containing the aromatic ring of (A) component. If it is less than 0.001 part by weight, the added effect cannot be expected, and if it exceeds 5 parts by weight, the appearance and strength of the molded product may be adversely affected. Specific examples include sodium benzenesulfonate, disodium naphthalene-2,6-disulfonate, sodium diphenylsulfone-3-sulfonate, sodium perfluorobutanesulfonate, and the like.
また、本発明の難燃性樹脂組成物は、補強剤として無機充填材を配合することができる。例えば溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維等が挙げられる。これら無機充填材の平均粒径や形状は特に限定されないが、成型性及び流動性の面から平均粒径が5〜40μmの球状の溶融シリカが特に好ましい。配合する場合は、(A)成分の芳香環を含む合成樹脂100重量部に対して400〜1200重量部が適当である。400重量部未満では補強効果があまり期待できず、1200重量部を超えると成型性に悪影響を与えるおそれがある。なお、合成樹脂と無機充填材との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表面処理したものを配合することが好ましい。このようなカップリング剤の例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシランが挙げられる。ここで、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については特に限定されるものではない。 Moreover, the flame retardant resin composition of this invention can mix | blend an inorganic filler as a reinforcing agent. Examples thereof include silicas such as fused silica and crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, glass fiber, and the like. The average particle size and shape of these inorganic fillers are not particularly limited, but spherical fused silica having an average particle size of 5 to 40 μm is particularly preferable from the viewpoints of moldability and fluidity. When blended, 400 to 1200 parts by weight is appropriate for 100 parts by weight of the synthetic resin containing the aromatic ring of component (A). If it is less than 400 parts by weight, the reinforcing effect cannot be expected so much, and if it exceeds 1200 parts by weight, the moldability may be adversely affected. In addition, in order to strengthen the bond strength between the synthetic resin and the inorganic filler, it is preferable to blend a material that has been surface-treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. Examples of such coupling agents include epoxy silanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane. N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, aminosilane such as N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and mercapto such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane Examples include silane. Here, the blending amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.
本発明の難燃性樹脂組成物には、更に必要に応じて、酸化防止剤、中和剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、分散剤、滑剤、増粘剤、フッ素樹脂などのドリップ防止剤、低応力剤、ワックス類、着色剤等の通常配合されるものを配合することができる。 If necessary, the flame retardant resin composition of the present invention further includes drip such as an antioxidant, a neutralizer, an ultraviolet absorber, an antistatic agent, a pigment, a dispersant, a lubricant, a thickener, and a fluororesin. What is normally mix | blended, such as an inhibitor, a low stress agent, waxes, and a coloring agent, can be mix | blended.
これらの各成分は、それぞれ計量混合され、従来のゴムやプラスチックのための装置と方法が利用できる。即ち、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合撹拌機を用いて各成分を十分混合分散させた後、バンバリロール、押出機等の溶融混練機で混練し、目的物を得ることができる。 Each of these components is metered and mixed, and conventional equipment and methods for rubber and plastic can be used. That is, each component can be sufficiently mixed and dispersed using a mixing stirrer such as a ribbon blender or a Henschel mixer, and then kneaded using a melt kneader such as a Banbury roll or an extruder to obtain the target product.
成形方法としては、例えば射出成形法、押出成形法、圧縮成形法、真空成形法が挙げられる。 Examples of the molding method include an injection molding method, an extrusion molding method, a compression molding method, and a vacuum molding method.
以下、調製例及び実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記調製例で得られた各オルガノポリシロキサンにおける全有機置換基中のフェニル基含有量(重量%)はNMR測定データより前出の下記式によって計算し、全分子中のアルコキシ基含有量(重量%)もNMR測定データによって、また全分子中のSi−OH基としての水酸基含有量(重量%)はグリニヤ法に従い、所定量のオルガノポリシロキサンをメチルグリニヤ試薬と反応させて、生成するメタンガスを定量することによって測定し、重量平均分子量はGPC測定データよりポリスチレン標準試料で作成した検量線を用いて換算した。
フェニル基含有量(重量%)=
{MW(C6H5)×m×100}
/{MW(C6H5)×m+MW(R)×n+MW(R’)×p}
EXAMPLES Hereinafter, although a preparation example, an Example, and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. In addition, phenyl group content (weight%) in all the organic substituents in each organopolysiloxane obtained in the following preparation examples is calculated by the following formula from the NMR measurement data, and the alkoxy group content in all molecules. Methane gas produced by reacting a predetermined amount of organopolysiloxane with a methyl Grignard reagent according to the Grignard method according to NMR measurement data and the hydroxyl group content (wt%) as Si-OH groups in all molecules. The weight average molecular weight was converted from GPC measurement data using a calibration curve prepared with a polystyrene standard sample.
Phenyl group content (% by weight) =
{MW (C 6 H 5 ) × m × 100}
/ {MW (C 6 H 5 ) × m + MW (R) × n + MW (R ′) × p}
〔調製例1〕
撹拌装置、冷却装置、温度計を取り付けた2Lフラスコにフェニルトリクロロシラン423g(2モル)とトリメチルクロロシラン434g(4モル)及びトルエン194gを仕込んだ。滴下ロートに水108g(6モル)とイソプロパノール30g(0.5モル)の混合液を仕込み、フラスコ内へ撹拌しながら1時間で滴下し、加水分解縮合反応中に発生する塩化水素ガスを系外へ除去しながら反応を進めた。滴下終了後、更にオイルバスで加熱して内温60℃で撹拌を1時間続けて熟成した。引き続き減圧蒸留により過剰分の水、未反応のイソプロパノール、塩化水素、トルエンを除去して、液体のフェニル基含有オルガノポリシロキサン−1を490g得た。
[Preparation Example 1]
A 2 L flask equipped with a stirrer, a cooling device, and a thermometer was charged with 423 g (2 mol) of phenyltrichlorosilane, 434 g (4 mol) of trimethylchlorosilane, and 194 g of toluene. A mixture of 108 g (6 mol) of water and 30 g (0.5 mol) of isopropanol was charged into the dropping funnel and added dropwise to the flask with stirring for 1 hour. The hydrogen chloride gas generated during the hydrolysis-condensation reaction was removed from the system. The reaction proceeded while removing. After completion of the dropwise addition, the mixture was further heated in an oil bath and aged at an internal temperature of 60 ° C. for 1 hour. Subsequently, excess water, unreacted isopropanol, hydrogen chloride and toluene were removed by distillation under reduced pressure to obtain 490 g of liquid phenyl group-containing organopolysiloxane-1.
〔調製例2〕
調製例1において、2Lフラスコにフェニルトリクロロシラン212g(1モル)とジフェニルジクロロシラン253g(1モル)とトリメチルクロロシラン326g(3モル)とトルエン190gを仕込み、滴下ロートに水90g(5モル)とイソプロパノール30g(0.5モル)の混合液を仕込んで加水分解縮合反応させた以外は同様に調製し、液体のフェニル基含有オルガノポリシロキサン−2を480g得た。
[Preparation Example 2]
In Preparation Example 1, 212 g (1 mol) of phenyltrichlorosilane, 253 g (1 mol) of diphenyldichlorosilane, 326 g (3 mol) of trimethylchlorosilane, and 190 g of toluene were placed in a 2 L flask, and 90 g (5 mol) of water and isopropanol were added to the dropping funnel. 480 g of liquid phenyl group-containing organopolysiloxane-2 was obtained in the same manner except that 30 g (0.5 mol) of the mixed solution was charged and subjected to hydrolysis condensation reaction.
〔調製例3〕
調製例1において、2Lフラスコにフェニルトリクロロシラン212g(1モル)とジフェニルジクロロシラン759g(3モル)を仕込み、滴下ロートに水63g(3.5モル)とイソプロパノール180g(3モル)の混合液を仕込んで加水分解縮合反応及びアルコキシ化反応を行い、引き続きヘキサメチルジシロキサン324g(4モル)と20%塩酸水溶液120gを添加して、内温40℃で撹拌を1時間続けて脱アルコキシ反応及びシリル化反応させた以外は同様に調製し、液体のフェニル基含有オルガノポリシロキサン−3を810g得た。
[Preparation Example 3]
In Preparation Example 1, 212 g (1 mol) of phenyltrichlorosilane and 759 g (3 mol) of diphenyldichlorosilane were charged into a 2 L flask, and a mixture of 63 g (3.5 mol) of water and 180 g (3 mol) of isopropanol was added to the dropping funnel. Then, hydrolytic condensation reaction and alkoxylation reaction were carried out, 324 g (4 mol) of hexamethyldisiloxane and 120 g of 20% aqueous hydrochloric acid were added, and stirring was continued for 1 hour at an internal temperature of 40 ° C. 810 g of liquid phenyl group-containing organopolysiloxane-3 was obtained in the same manner except that the reaction was carried out.
〔調製例4〜10〕
調製例1と同様の調製方法において、使用するオルガノクロロシラン及びアルコールの種類、オルガノクロロシランと水及びアルコールの仕込み量(モル比)を変化させて、各種のオルガノポリシロキサン−4〜10を得た。
[Preparation Examples 4 to 10]
In the same preparation method as in Preparation Example 1, various types of organopolysiloxanes 4 to 10 were obtained by changing the types of organochlorosilane and alcohol to be used and the charged amounts (molar ratio) of organochlorosilane, water and alcohol.
上記調製例1〜10によって得られたオルガノポリシロキサン−1〜10の各種物性値を表1に示す。 Table 1 shows various physical property values of organopolysiloxanes 1 to 10 obtained in Preparation Examples 1 to 10.
〔参考例1〜6,比較例1〜6〕
表2の配合で、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対してオルガノポリシロキサンを3重量部、芳香族系エポキシ樹脂100重量部に対してオルガノポリシロキサンを10重量部添加し、自動乳鉢で予備混合した後、単軸の押出機で溶融混練(混練温度:280℃)を行った。
[ Reference Examples 1-6, Comparative Examples 1-6]
In the composition shown in Table 2, 3 parts by weight of organopolysiloxane is added to 100 parts by weight of aromatic polycarbonate resin, and 10 parts by weight of organopolysiloxane is added to 100 parts by weight of aromatic epoxy resin, and premixed in an automatic mortar. After that, melt kneading (kneading temperature: 280 ° C.) was performed with a single screw extruder.
ポリカーボネート樹脂は住友ダウ(株)製カリバー200−20(粘度平均分子量約2万)を用い、エポキシ樹脂は油化シェル(株)製YX4000HK(エポキシ当量190)にフェノール樹脂硬化剤として三井東圧化学(株)製XL−225−3L(フェノール当量168)を同重量部添加したものを使用した。 The polycarbonate resin is Caliber 200-20 (viscosity average molecular weight of about 20,000) manufactured by Sumitomo Dow Co., Ltd., and the epoxy resin is YX4000HK (epoxy equivalent 190) manufactured by Yuka Shell Co., Ltd. as a phenol resin curing agent. What added the same weight part XL-225-3L (phenol equivalent 168) by Corporation | KK was used.
難燃性の評価は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ・INCの定めている規格(UL94:機器部品用プラスチック材料の燃焼性試験の規格)に準拠し、1/16インチ厚の板を成形して使用した。 Evaluation of flame retardancy conforms to the standard set by Underwriters Laboratories INC (UL94: Standard for Flammability Test of Plastic Materials for Equipment Parts), and uses 1/16 inch thick plate did.
光学的透明性は、可視吸光光度計を用いた。試験片は厚さ10mmの成形板を用い、厚さ方向の光路長10mm当たりの可視光透過率を測定し、オルガノポリシロキサンを添加していない試験片に対する各試験片の透過率の比により評価した。この場合、透過率の比が70%以上のものを○、70%未満のものを×とした。 For optical transparency, a visible absorptiometer was used. The test piece is a 10 mm-thick molded plate, the visible light transmittance per 10 mm of the optical path length in the thickness direction is measured, and evaluated by the ratio of the transmittance of each test piece to the test piece to which no organopolysiloxane is added. did. In this case, a transmittance ratio of 70% or more was evaluated as ◯, and a transmittance ratio of less than 70% was evaluated as ×.
リサイクル性の評価は、上記の方法により一度成型を行った芳香族ポリカーボネート樹脂組成物100重量部に対して、再度オルガノポリシロキサンを1重量部添加して溶融混練して成型を行い、成型板の外観を観察することによって評価し、初回と同様に問題なく成型できたものを○、外観が不均一であったり、形状に不備のあったものを×とした。
結果を表2に示す。
Recyclability was evaluated by adding 1 part by weight of organopolysiloxane to 100 parts by weight of the aromatic polycarbonate resin composition once molded by the above method, performing melt-kneading and molding. Evaluation was made by observing the external appearance, and the case where molding was possible without any problem as in the first time was evaluated as ◯, and the case where the external appearance was uneven or the shape was incomplete was evaluated as X.
The results are shown in Table 2.
Claims (7)
(B)分子中にフェニル基をケイ素原子に結合する必須の置換基として含有し、R1R2R3SiO1/2で表されるシロキサン単位(但し、R1,R2,R3は互いに同一又は異種の炭素数1〜6の非置換又は置換1価炭化水素基を示す)を含有し、分子中のアルコキシ基及びSi−OH基としての水酸基の含有量がそれぞれ2重量%未満であり、かつ重量平均分子量が2,000以下であるオルガノポリシロキサン 0.1〜10重量部
を含有し、更にベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレン−2,6−ジスルホン酸二ナトリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタンスルホン酸ナトリウムから選ばれる1種又は2種以上を含有してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。 (A) 100 parts by weight of a synthetic resin containing an aromatic ring in the molecule,
(B) A siloxane unit containing a phenyl group as an essential substituent for bonding to a silicon atom in the molecule and represented by R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 (provided that R 1 , R 2 and R 3 are Each having the same or different carbon number 1 to 6 unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group), and the hydroxyl group content as an alkoxy group and Si-OH group in the molecule is less than 2% by weight, respectively. And 0.1 to 10 parts by weight of an organopolysiloxane having a weight average molecular weight of 2,000 or less, and further sodium benzenesulfonate, disodium naphthalene-2,6-disulfonate, diphenylsulfone-3-sulfone A flame retardant resin composition comprising one or two or more selected from sodium sulfate and sodium perfluorobutanesulfonate .
R1R2R3SiO1/2で表されるシロキサン単位を10〜75モル%、
R4R5SiO2/2で表されるシロキサン単位を0〜80モル%、
R6SiO3/2で表されるシロキサン単位を0〜80モル%、
SiO4/2で表されるシロキサン単位を0〜15モル%
(但し、R1,R2,R3,R4,R5,R6は互いに同一又は異種の炭素数1〜6の非置換又は置換1価炭化水素基である。)
を含有するものである請求項1乃至3のいずれか1項記載の難燃性樹脂組成物。 The organopolysiloxane of component (B) contains 10 to 75 mol% of siloxane units represented by R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 in the molecule,
Siloxane units represented by R 4 R 5 SiO 2/2 0~80 mol%,
Siloxane units represented by R 6 SiO 3/2 0 to 80 mol%,
0-15 mol% of siloxane units represented by SiO 4/2
(However, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are the same or different unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms.)
The flame retardant resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the flame retardant resin composition is contained.
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