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特開2023-73143再生難燃性スチレン系樹脂組成物及び成形品
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023073143
(43)【公開日】2023-05-25
(54)【発明の名称】再生難燃性スチレン系樹脂組成物及び成形品
(51)【国際特許分類】
   C08L 25/06 20060101AFI20230518BHJP
   C08K 5/3435 20060101ALI20230518BHJP
   C08K 5/52 20060101ALI20230518BHJP
   C09K 21/14 20060101ALI20230518BHJP
   C07C 25/18 20060101ALN20230518BHJP
   C07F 9/09 20060101ALN20230518BHJP
   C07F 9/32 20060101ALN20230518BHJP
【FI】
C08L25/06
C08K5/3435
C08K5/52
C09K21/14
C07C25/18
C07F9/09 Z
C07F9/32
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021185993
(22)【出願日】2021-11-15
(71)【出願人】
【識別番号】500199479
【氏名又は名称】PSジャパン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165951
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 憲悟
(74)【代理人】
【識別番号】100141601
【弁理士】
【氏名又は名称】貴志 浩充
(72)【発明者】
【氏名】野寺 明夫
【テーマコード(参考)】
4H006
4H028
4H050
4J002
【Fターム(参考)】
4H006AA01
4H006AB48
4H028AA30
4H028AA42
4H050AA01
4H050AB48
4J002BC031
4J002BN141
4J002EU076
4J002EW047
4J002EW127
4J002EW147
4J002EW157
4J002FD137
4J002FD206
4J002GG00
4J002GQ00
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、リサイクルされた回収スチレン系樹脂を使用することにより環境負荷を低減し、かつ難燃性に優れ、熱安定性、耐光性が良好である再生難燃性スチレン系樹脂組成物を提供することである。
【解決手段】本発明は、回収スチレン系樹脂(A)及びNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)を含む再生難燃性スチレン系樹脂組成物である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回収スチレン系樹脂(A)及びNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)を含む再生難燃性スチレン系樹脂組成物。
【請求項2】
前記NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)の含有量が、前記回収スチレン系樹脂(A)100質量部に対して0.1~5.0質量部である、請求項1記載の再生難燃性スチレン系樹脂組成物。
【請求項3】
前記回収スチレン系樹脂が50%以上である、請求項1又は請求項2記載の再生難燃性スチレン系樹脂組成物。
【請求項4】
前記回収スチレン系樹脂(A)100質量部に対して難燃剤(C)を0.1~30質量部さらに含む、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の再生難燃性スチレン系樹脂組成物。
【請求項5】
前記難燃剤(C)が、リン系難燃剤である、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の再生難燃性スチレン系樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1~請求項5のいずれか一項記載の再生難燃性スチレン系樹脂組成物を含むことを特徴とする、成形品
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、再生難燃性スチレン系樹脂組成物及び該再生難燃性スチレン系樹脂組成物を含む成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
スチレン系樹脂は、成形性、寸法安定性に加え、耐衝撃性に優れていることから、広範囲な用途に使用されている。中でも難燃性が付与されたポリスチレン系樹脂組成物は、家電機器、OA機器、包装容器、断熱材を始め多岐にわたり使用されており、外装部品や透明部品など意匠性が必要な部材に使用されている。
【0003】
近年、環境や資源枯渇などの問題より、材料の再資源化が求められるようになり、材料のリサイクルが進められており、マテリアルリサイクルが実施されている。一方、スチレン系樹脂の劣化や着色などにより、マテリアルリサイクル品の高品質化、高機能化はほとんど行われていない。
【0004】
例えば、特許文献1~3には、スチレン系樹脂にNOR型ヒンダードアミン系化合物を含む難燃性スチレン系樹脂が開示されている。また、特許文献4には回収スチレン系樹脂に樹脂流動性改質剤とリン系難燃剤を配合する再生樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2019-183082号公報
【特許文献2】特開2019-183084号公報
【特許文献3】特開2020-83971号公報
【特許文献4】特表2014-173059号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1~3では、スチレン系樹脂の薄肉難燃化に効果があることが記載されているものの、スチレン系樹脂のリサイクル品(又は回収されたスチレン系樹脂)を使用した事例は無く、その再生材料に対する効果、特徴に関しての記載は一切無い。また、特許文献4では、難燃性、流動性は優れるものの、リサイクルされるスチレン系樹脂に含まれる劣化物や不純物などにより熱安定性が不十分となり、成形不良や焼けが発生する問題点がある。また、リサイクルされるスチレン系樹脂中の劣化物により耐光性が大きく損なわれる問題があった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、リサイクルされた回収スチレン系樹脂(A)を使用することにより環境負荷を低減し、かつ難燃性に優れ、熱安定性、耐光性が良好である再生難燃性スチレン系樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、回収スチレン系樹脂(A)とNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)とを含む再生難燃性スチレン系樹脂を用いることにより、環境負荷を低減し、難燃性に優れ、熱安定性、耐光性が良好であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]回収スチレン系樹脂(A)及びNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)を含む再生難燃性スチレン系樹脂組成物。
【0010】
[2]前記NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)の含有量が前記回収スチレン系樹脂(A)100質量部に対して0.1~5.0質量部であることが好ましい。
【0011】
[3]前記回収スチレン系樹脂(A)が50%以上であることが好ましい。
【0012】
[4]前記回収スチレン系樹脂(A)100質量部に対して難燃剤(C)を0.1~30質量部含むことが好ましい。
【0013】
[5]さらに前記難燃剤(C)がリン系難燃剤であることが好ましい。
【0014】
[6]上記[1]~[5]のいずれか一項記載の再生難燃性スチレン系樹脂組成物を含むことを特徴とする、成形品。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、リサイクルされた回収スチレン系樹脂を使用することにより環境負荷を低減し、かつ難燃性に優れ、熱安定性、耐光性が良好である再生難燃性スチレン系樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と言う。)について詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【0017】
[再生難燃性スチレン系樹脂組成物]
本実施形態は、回収スチレン系樹脂(A)とNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)とを含む再生難燃性スチレン系樹脂組成物であることを特徴とする。
これにより、回収スチレン系樹脂(A)に対し、難燃性に優れ、熱安定性、耐光性が良好である再生難燃性スチレン系樹脂組成物を提供することができる。
【0018】
<回収スチレン系樹脂(A):(A)成分>
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物は、回収スチレン系樹脂(A)を必須に含有する。
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物において、回収スチレン系樹脂(A)は、工場回収品などのプレコンシューマー材料、市場回収品などのポストコンシューマー材料などであり、場合によっては長期在庫ペレット、規格外ペレットなども含まれる。また、その回収スチレン系樹脂(A)としては、リン系難燃剤を含む難燃性スチレン系樹脂でも使用可能であり、流動パラフィンや安定剤、着色剤などを含んでいてもよく、他樹脂が積層されているような製品でも使用できる。
プレコンシューマー材とは、スチレン系樹脂製品の生産工程で発生した端材や不良品、及び売れ残ったり品質保証期間を過ぎたりして出荷前に廃棄されたスチレン系樹脂製品を回収して再利用する材料である。ポストコンシューマー材とは、一度市場に出荷され、消費者の使用が終了した後で回収して再利用する材料である。本発明では、環境負荷の小さな製品を製造し、グリーン購入や再資源化率の向上を推進する観点から、スチレン系樹脂組成物中のスチレン系リサイクル材である“回収スチレン系樹脂(A)”は、ポストコンシューマー材であることが好ましい。ポストコンシューマー材として好適な回収スチレン系樹脂(A)の具体例としては、発泡スチロール、押出加工したシート、容器、包装材、CD・MDなどの記録媒体のケース、ボビン、ハンガーなどの雑貨、電気機器及びOA機器のプラスチック部品などが挙げられる。
回収スチレン系樹脂(A)は、用途に応じて未使用のスチレン系樹脂と混合しても構わない。再資源化の観点より、再生難燃性スチレン系樹脂組成物全体に対して50質量%以上回収スチレン系樹脂を含むことが好ましく、より好ましくは60質量%以上である。
また、回収スチレン系樹脂(A)としては、家電リサイクル法により回収された家電等でスチレン樹脂として回収されたもの、PSなど表記された樹脂製品から回収されたもの、発泡ポリスチレンのように明らかにポリスチレンである回収品等が挙げられる。また必要により、公知の方法である、比重、IR分別などを用いて、回収されたものから回収スチレン系樹脂(A)を選別する回収スチレン系樹脂(A)の選別工程を行ってもよい。
【0019】
本実施形態で用いることができる回収スチレン系樹脂(A)は、スチレン系単量体と、必要に応じて当該スチレン系単量体と共重合可能な他のビニル系単量体及びゴム状重合体(a)より選ばれる1種以上を重合して得られる樹脂であることが好ましい。換言すると、回収スチレン系樹脂(A)は、スチレン系単量体単位を有する重合体であることが好ましく、スチレン系単量体単位を必須に含み、当該スチレン系単量体単位に対して共重合可能な他のビニル系単量体及び/又はゴム状重合体(a)の単量体単位を任意成分として有する重合体(例えば、ゴム変性スチレン系樹脂及び/又はスチレン系共重合樹脂)であることがより好ましい。また、本実施形態において使用可能な回収スチレン系樹脂(A)は、回収スチレン系樹脂(A)全体に対して、スチレン系単量体単位を70質量%以上含有することが好ましい。したがって、本実施形態の回収スチレン系樹脂(A)としては、スチレン系単量体単位を含む重合体、ゴム変性スチレン系樹脂及びスチレン系共重合樹脂からなる群から選択される1種又は2種以上含有することが好ましい。
本実施形態における回収スチレン系樹脂(A)の好ましい組成の形態は特に限定されることは無いが、具体的には、例えば、ポリスチレン、ポリスチレン系重合体(ポリスチレン及び/又はポリスチレン-不飽和カルボン酸系重合体等)を含有するポリマーマトリックス中にゴム状重合体(a)の粒子が分散されたゴム変性スチレン系樹脂、又はスチレン系共重合樹脂が挙げられる。
【0020】
<<ポリスチレン>>
本実施形態において、回収スチレン系樹脂(A)として使用可能なポリスチレンとはスチレン系単量体を重合した(単独)重合体であり、一般的に入手できるものを適宜選択して用いることができる。ポリスチレンを構成するスチレン系単量体としては、スチレンの他に、α-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン、ο-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、イソブチルスチレン、及びt-ブチルスチレン又はブロモスチレン及びインデン等のスチレン誘導体が挙げられる。特に工業的観点からスチレンが好ましい。これらのスチレン系単量体は、1種又は2種以上使用することができる。ポリスチレンは、本発明の効果を損なわない範囲で、上記のスチレン系単量体単位以外の単量体単位を更に含有することを排除しないが、典型的にはスチレン系単量体単位からなる。
【0021】
<<ゴム変性スチレン系樹脂>>
本実施形態において、回収スチレン系樹脂(A)として使用可能なゴム変性スチレン系樹脂とは、マトリクスとしてのスチレン系樹脂中にゴム状重合体(a)の粒子が分散したものであり、ゴム状重合体(a)の存在下でスチレン系単量体を重合させることにより製造することができる。
【0022】
本実施形態のゴム変性スチレン系樹脂を構成するスチレン系単量体としては、スチレンの他に、例えば、α-メチルスチレン、α-メチルp-メチルスチレン、ο-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、イソブチルスチレン、及びt-ブチルスチレン又はブロモスチレン及びインデン等のスチレン誘導体が挙げられる。特に、スチレンが好ましい。これらのスチレン系単量体は、1種若しくは2種以上使用することができる。
【0023】
本実施形態のゴム変性スチレン系樹脂に含まれるゴム状重合体(a)は、例えば、当該ゴム状重合体(a)の内側に上記のスチレン系単量体より得られるスチレン単量体単位を含有する樹脂を内包してもよく、及び/又は、当該ゴム状重合体(a)の表面にスチレン単量体単位を含有する樹脂がグラフトされたものであってよい。
【0024】
前記ゴム状重合体(a)としては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、ポリクロロプレン、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体等のゴム成分を使用できる。また、当該ゴム成分には、ポリスチレン及び/又はポリスチレン-不飽和カルボン酸系重合体等を内包した形態を含んでも良い。なかでも、ゴム状重合体(a)は、ポリブタジエン又はスチレン-ブタジエン共重合体が好ましい。ポリブタジエンには、シス含有率の高いハイシスポリブタジエン及びシス含有率の低いローシスポリブタジエンの双方を用いることができる。また、スチレン-ブタジエン共重合体の構造としては、ランダム構造及びブロック構造の双方を用いることができる。これらのゴム状重合体(a)は1種若しくは2種以上使用することができる。また、ブタジエン系ゴムを水素添加した飽和ゴムを使用することもできる。
【0025】
このようなゴム変性スチレン系樹脂の例としては、HIPS(高衝撃ポリスチレン)、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリル-アクリルゴム-スチレン共重合体)、AES樹脂(アクリロニトリル-エチレンプロピレンゴム-スチレン共重合体)等が挙げられる。
【0026】
ゴム変性スチレン系樹脂がHIPS系樹脂である場合、これらのゴム状重合体(a)の中で特に好ましいのは、シス1,4結合が90モル%以上で構成されるハイシスポリブタジエンである。該ハイシスポリブタジエンにおいては、ビニル1,2結合が6モル%以下で構成されることが好ましく、3モル%以下で構成されることが特に好ましい。
【0027】
なお、上記イシスポリブタジエンの構成単位に関する異性体としてシス-1,4構造、トランス-1,4構造、又はビニル-1,2構造を有するものの含有率は、赤外分光光度計を用いて測定し、モレロ法によりデータ処理することにより算出できる。
【0028】
また、上記ハイシスポリブタジエンは、公知の製造法、例えば有機アルミニウム化合物とコバルト又はニッケル化合物を含んだ触媒を用いて、1,3-ブタジエンを重合して容易に得ることができる。
【0029】
ゴム変性スチレン系樹脂中に含まれるゴム状重合体(a)の含有量は、当該ゴム変性スチレン系樹脂総量100質量%に対して、3~20質量%が好ましく、更に好ましくは5~15質量%である。ゴム状重合体(a)の含有量が3質量%未満であるとスチレン系樹脂の耐衝撃性が低下する虞がある。また、ゴム状重合体(a)の含有量が20質量%を超えると難燃性が低下する虞がある。
【0030】
なお本開示で、ゴム変性スチレン系樹脂中に含まれるゴム状重合体(a)の含有量は、熱分解ガスクロマトグラフイーを用いて算出される値である。
【0031】
ゴム変性スチレン系樹脂中に含まれるゴム状重合体(a)の平均粒子径は、耐衝撃性や難燃性の観点から、0.5~4.0μmであることが好ましく、更に好ましくは0.8~3.5μmである。
【0032】
なお本開示で、ゴム変性スチレン系樹脂中に含まれるゴム状重合体(a)の平均粒子径は、以下の方法により測定することができる。
四酸化オスミウムで染色したゴム変性スチレン系樹脂から厚さ75nmの超薄切片を作製し、電子顕微鏡を用いて倍率10000倍の写真を撮影する。当該写真中、黒く染色された粒子がゴム状重合体(a)である。写真から、下記数式(N1):
平均粒子径=ΣniDri/ΣniDri (N1)
(上記数式(N1)中、niは、粒子径Driのゴム状重合体(a)粒子の個数であり、粒子径Driは、写真中の粒子の面積から円相当径として算出した粒子径である。)
により面積平均粒子径を算出し、ゴム状重合体(a)の平均粒子径とする。本測定は、写真を200dpiの解像度でスキャナーに取り込み、画像解析装置IP-1000(旭化成社製)の粒子解析ソフトを用いて測定する。
【0033】
ゴム変性スチレン系樹脂の還元粘度(これは、ゴム変性スチレン系樹脂の分子量の指標となる)は、0.50~0.85dL/gの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは0.55~0.80dL/gの範囲である。0.50dL/gより小さいと衝撃強度が低下する虞があり、0.85dL/gを超えると流動性の低下により成形性が低下する虞がある。
【0034】
なお本開示で、ゴム変性スチレン系樹脂の還元粘度は、トルエン溶液中で30℃、濃度0.5g/dLの条件で測定される値である。
【0035】
ゴム変性スチレン系樹脂の製造方法は、特に制限されるものではないが、ゴム状重合体(a)の存在下、スチレン系単量体(及び溶媒)を重合する塊状重合(若しくは溶液重合)、又は反応途中で懸濁重合に移行する塊状-懸濁重合、又はゴム状重合体(a)ラテックスの存在下、スチレン系単量体を重合する乳化グラフト重合にて製造することができる。塊状重合においては、ゴム状重合体(a)とスチレン系単量体、並びに必要に応じて有機溶媒、有機過酸化物、及び/又は連鎖移動剤を添加した混合溶液を、完全混合型反応器又は槽型反応器と複数の槽型反応器とを直列に連結し構成される重合装置に連続的に供給することにより製造することができる。
【0036】
<<スチレン系共重合樹脂>>
本実施形態において、回収スチレン系樹脂(A)として使用可能なスチレン系共重合樹脂とは、スチレン系単量体単位と、当該スチレン系単量体と共重合可能なその他単量体(例えば、不飽和カルボン酸系単量体単位)とを含む樹脂である。例えば、前記その他単量体が不飽和カルボン酸系単量体単位である場合、本発明に係るスチレン系共重合樹脂は、スチレン系単量体単位、不飽和カルボン酸系単量体単位の合計含有量を100質量%としたとき、スチレン系単量体単位の含有量は69~98質量%であることが好ましく、より好ましくは74~96質量%であり、さらに好ましくは77~92質量%の範囲である。当該含有量を69質量%以上とすることにより、樹脂の流動性を向上させることができる。一方、当該スチレン系単量体単位の含有量を98質量%以下とすることにより、その他単量体の一例である後述の不飽和カルボン酸系単量体単位を所望量存在させにくくなり、これらの単量体単位による後述の効果を得にくくなる。
【0037】
なお、本実施形態における不飽和カルボン酸系単量体は、不飽和カルボン酸単量体及び不飽和カルボン酸エステル単量体からなる群から選択される1種又は2種以上を含む。
【0038】
本実施形態の好適なスチレン系共重合樹脂において、不飽和カルボン酸単量体単位は耐熱性を向上させる役割を果たす。前記スチレン系共重合樹脂中のスチレン系単量体単位、不飽和カルボン酸単量体単位、及び不飽和カルボン酸エステル単量体単位の合計含有量を100質量%としたとき、不飽和カルボン酸単量体単位の含有量は2~16質量%であることが好ましく、より好ましくは4~14質量%であり、さらに好ましくは8~13質量%である。当該含有量を2質量%以上とすることにより、(B)成分の分散性が向上するとともに耐熱性をより向上させることができる。一方、当該含有量を16質量%以下とすることにより、本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物をマスターバッチとして使用した場合、スチレン系樹脂に対する優れた分散性が発揮され、難燃性が向上できるほか、成形外観、樹脂の流動性、及び機械的物性がより向上する。
【0039】
一般に、本発明におけるスチレン系共重合樹脂の一形態である、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合樹脂を含むスチレン-メタクリル酸系樹脂は、工業的規模ではほとんどの場合、ラジカル重合で生産されている。しかし、本実施形態において、脱揮工程のゲル化反応を抑制するために、種々のアルコールを重合系中に添加して重合を行なうことができる。
【0040】
不飽和カルボン酸エステル単量体は、不飽和カルボン酸単量体との分子間相互作用によって不飽和カルボン酸単量体の脱水反応を抑制するために、及び、樹脂の機械的強度を向上させるために用いることができる。更には、不飽和カルボン酸エステル単量体は、耐候性、表面硬度等の樹脂特性の向上にも寄与する。
【0041】
本実施形態において、スチレン系単量体単位、不飽和カルボン酸単量体単位、及び不飽和カルボン酸エステル単量体単位の合計含有量を100質量%としたとき、不飽和カルボン酸エステル単量体単位の含有量は0~15質量%であることが好ましく、より好ましくは1~12質量%、さらに好ましくは2~10質量%である。当該含有量を15質量%以下とすることにより、樹脂の流動性を向上させ、且つ吸水性を抑制することができる。また、不飽和カルボン酸エステル単量体単位の含有量の下限を0質量%とすることにより、耐熱性の向上やコスト削減をすることができるが、上記の観点から不飽和カルボン酸エステル単量体単位の含有量を0質量%超とすることもできる。
【0042】
なお、不飽和カルボン酸単量体と不飽和カルボン酸エステル単量体単位とが隣り合わせで結合した場合、高温、高真空の脱揮装置を用いると、条件によっては脱アルコール反応が起こり、六員環酸無水物が形成される場合がある。本実施形態のスチレン系共重合樹脂は、この六員環酸無水物を含んでいてもよいが、流動性を低下させることから、生成される六員環酸無水物はより少ない方が好ましい。
【0043】
本実施形態において、スチレン系共重合樹脂中の、スチレン系単量体単位(例えば、スチレン単量体単位)、不飽和カルボン酸単量体単位(例えば、メタクリル酸単量体単位)及び不飽和カルボン酸エステル単量体単位(例えば、メタクリル酸メチル単量体単位)の含有量は、それぞれ、プロトン核磁気共鳴(H-NMR)測定機で測定したスペクトルの積分比から求めることができる。
【0044】
本実施形態において、スチレン系共重合樹脂は、スチレン系単量体単位、その他の単量体の一例である、不飽和カルボン酸系単量体(例えば、不飽和カルボン酸単量体単位及び不飽和カルボン酸エステル単量体単位)以外の単量体単位を、本発明の効果を損なわない範囲で更に含有することを排除しない。しかし、本発明におけるスチレン系共重合樹脂は、典型的には、スチレン系単量体単位、不飽和カルボン酸単量体単位、及び/又は不飽和カルボン酸エステル単量体単位から構成されることが好ましい。
【0045】
本実施形態のスチレン系共重合樹脂を構成するスチレン系単量体としては、スチレン系単量体としては、特に限定されないが例えば、スチレン、α-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン、ο-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、イソブチルスチレン、t-ブチルスチレン、ブロモスチレン、インデン等のスチレン誘導体が挙げられる。スチレン系単量体としては、工業的観点からスチレンが好ましい。これらのスチレン系単量体は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0046】
本実施形態のスチレン系共重合樹脂を構成する不飽和カルボン酸単量体としては、特に限定されないが例えば、メタクリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。不飽和カルボン酸単量体としては、耐熱性の向上効果が大きく、常温にて液状でハンドリング性に優れることからメタクリル酸が好ましい。これらの不飽和カルボン酸系単量体は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0047】
本実施形態のスチレン系共重合樹脂を構成する、不飽和カルボン酸エステル系単量体としては、特に限定されないが例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、耐熱性低下に対する影響が小さいことから(メタ)アクリル酸メチルが好ましい。これらの不飽和カルボン酸エステル系単量体は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0048】
本実施形態の好適なスチレン系共重合樹脂としては、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレンーメタクリル酸ブチル共重合体、又はスチレン-無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。
【0049】
本実施形態において、スチレン系共重合樹脂の重量平均分子量(Mw)は100,000~350,000であることが好ましく、より好ましくは120,000~300,000、さらに好ましくは140,000~240,000である。重量平均分子量(Mw)が100,000~350,000である場合、機械的強度と流動性とのバランスにより優れる樹脂が得られ、またゲル物の混入も少ない。なお、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用い、標準ポリスレン換算で得られる値である。
【0050】
本実施形態において、スチレン系アルコキシ基重合樹脂の重合方法は、特に制限はないが例えば、ラジカル重合法として、塊状重合法又は溶液重合法を好適に採用できる。重合方法は、主に、重合原料(単量体成分)を重合させる重合工程と、重合生成物から未反応モノマー、重合溶媒等の揮発分を除去する脱揮工程とを備える。
【0051】
以下、本実施形態に用いることができるスチレン系共重合樹脂の重合方法の一例について説明する。
【0052】
スチレン系共重合樹脂を得るために重合原料を重合させる際には、重合原料組成物中に、典型的には重合開始剤及び連鎖移動剤を含有させる。
【0053】
スチレン系共重合樹脂の重合に用いられる重合開始剤としては、有機過酸化物、例えば、2,2-ビス(t-ブチルペルオキシ)ブタン、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルペルオキシ)バレレート等のペルオキシケタール類、ジ-t-ブチルペルオキシド、t-ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド等のジアルキルペルオキシド類、アセチルペルオキシド、イソブチリルペルオキシド等のジアシルペルオキシド類、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート等のペルオキシジカーボネート類、t-ブチルペルオキシアセテート等のペルオキシエステル類、アセチルアセトンペルオキシド等のケトンペルオキシド類、t-ブチルヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド類等を挙げることができる。分解速度と重合速度との観点から、なかでも、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサンが好ましい。
【0054】
スチレン系共重合樹脂の重合に用いられる連鎖移動剤としては、例えば、α-メチルスチレンリニアダイマー、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン等を挙げることができる。
【0055】
スチレン系共重合樹脂の重合方法としては、必要に応じて、重合溶媒を用いた溶液重合を採用できる。用いられる重合溶媒としては、芳香族炭化水素類、例えば、エチルベンゼン、ジアルキルケトン類、例えば、メチルエチルケトン等が挙げられ、それぞれ、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。重合生成物の溶解性を低下させない範囲で、他の重合溶媒、例えば脂肪族炭化水素類等を、芳香族炭化水素類に更に混合することができる。これらの重合溶媒は、全単量体100質量部に対して、25質量部を超えない範囲で使用するのが好ましい。全単量体100質量部に対して重合溶媒が25質量部を超えると、重合速度が著しく低下し、且つ得られる樹脂の機械的強度の低下が大きくなる傾向がある。重合前に、全単量体100質量部に対して5~20質量部の割合で添加しておくことが、品質が均一化し易く、重合温度制御の点でも好ましい。
【0056】
本実施形態において、スチレン系共重合樹脂を得るための重合工程で用いる装置は、特に制限はなく、スチレン系樹脂の重合方法に従って適宜選択すればよい。例えば、塊状重合を採用する場合には、完全混合型反応器を1基、又は複数基連結した重合装置を用いることができる。また脱揮工程についても特に制限はない。塊状重合を採用する場合、最終的に未反応モノマーが、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下になるまで重合を進め、かかる未反応モノマー等の揮発分を除去するために、既知の方法にて脱揮処理する。より詳細には、例えば、フラッシュドラム、二軸脱揮器、薄膜蒸発器、押出機等の通常の脱揮装置を用いることができるが、滞留部の少ない脱揮装置が好ましい。なお、脱揮処理の温度は、通常、190~280℃程度であり、不飽和カルボン酸単量体(例えば、メタクリル酸)と不飽和カルボン酸エステル単量体(例えば、メタクリル酸メチル)との隣接による六員環酸無水物の形成を抑制する観点から、190~260℃がより好ましい。また脱揮処理の圧力は、通常0.13~4.0kPa程度であり、好ましくは0.13~3.0kPaであり、より好ましくは0.13~2.0kPaである。脱揮方法としては、例えば加熱下で減圧して揮発分を除去する方法、及び揮発分除去の目的に設計された押出機等を通して除去する方法が望ましい。
【0057】
<NOR型ヒンダードアミン系化合物(B):(B)成分>
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物は、NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)を必須に含有する。
NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)の含有量は、(A)成分100質量%に対して、0.1~5質量%であり、好ましくは0.3~3質量%であり、より好ましくは0.5~2.0質量%である。0.1質量%以上であれば、回収スチレン系樹脂の難燃性、熱安定性、色相を向上させることができる。(B)成分は、添加剤としてそのまま添加しても構わないが、回収スチレン系樹脂(A)に既に含有されたものも本実施形態のNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)として使用できる。また、ポストコンシューマー材料のようにNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)が回収材に既に含まれているものも本実施形態のNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)として使用できる。その場合、(B)成分を既定の含有量にするため、(B)成分や他のスチレン系樹脂(例えば、回収スチレン系樹脂(A)又は未使用のスチレン系樹脂)を加えなくてもよい。
【0058】
また、(B)成分は、回収スチレン系樹脂(A)からのラジカル分解物を安定化させることにより、熱安定性を向上させることができる。また、不純物を不活性化させ、光酸化劣化を抑制できる効果がある。さらに難燃剤と併用した場合は、難燃性が相乗効果によって、少ない量で難燃化が図れる。特にリン系難燃剤と併用すると熱安定性や色相を向上させることができる。一方、N-メチル型ヒンダードアミン系化合物又はN-H型ヒンダードアミン系化合物の場合は、そのような効果は見られない。
【0059】
本実施形態で用いるNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)は、N-アルコキシル基(>N-OR)の構造を有するものであれば特に限定されない。具体例として、例えば、特表2002-507238号公報、国際公開第2005/082852号、国際公開第2008/003605号等に記載されているNOR型ヒンダードアミン系化合物等が好適例として挙げられる。
【0060】
また、NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)は、特に高分子タイプのものが好ましい。高分子タイプとは、一般に、オリゴマー状又はポリマー状化合物である。高分子タイプであると、成形加工のモールドデポジットが低減でき、難燃性と耐熱性の点に優れる。
【0061】
上記オリゴマー状又はポリマー状のNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)は、繰り返し単位数としては、2~100が好ましく、より好ましくは5~80である。
【0062】
NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)の具体例としては、以下の化合物が挙げられる:1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-オクタデシルアミノピペリジン;2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート;2,4-ビス[(1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ブチルアミノ]-6-(2-ヒドロキシエチルアミノ)-s-トリアジン;ビス(1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アジペート;4,4’-ヘキサメチレンビス(アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン)と、2-クロロ-4,6-ビス(ジブチルアミノ)-s-トリアジンで末端キャップされた2,4-ジクロロ-6-[(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ブチルアミノ]-s-トリアジンとの縮合生成物であるオリゴマー性化合物;4,4’-ヘキサメチレンビス(アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン)と、2-クロロ-4,6-ビス(ジブチルアミノ)-s-トリアジンで末端キャップされた2,4-ジクロロ-6-[(1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ブチルアミノ]-s-トリアジンとの縮合性生成物であるオリゴマー性化合物;2,4-ビス[(1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-ピペリジン-4-イル)-6-クロロ-s-トリアジン;過酸化処理した4-ブチルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンと、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジンと、シクロヘキサンと、N,N’-エタン-1,2-ジイルビス(1,3-プロパンジアミン)との反応生成物(N,N’,N’’’-トリス{2,4-ビス[(1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン-6-イル}-3,3’-エチレンジイミノジプロピルアミン);ビス(1-ウンデカノキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)カーボネート;1-ウンデシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン;ビス(1-ステアリルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)カーボネート。
【0063】
本実施形態のNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)は、市販品でもよく、例えばBASF社製FlamestabNOR116FF、TINUVIN NOR371、TINUVIN XT850FF、TINUVIN XT855FF、TINUVIN PA123、株式会社ADEKA製LA-77Y、LA-81、FP-T80等を例示することができる。
本実施形態におけるNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)は、1種を単独で使用しても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0064】
<難燃剤(C):(C)成分>
本実施形態において、再生難燃性スチレン系樹脂組成物又は回収スチレン系樹脂(A)に、難燃剤(C)を含有しても良い。難燃剤(C)の含有量は、再生難燃性スチレン系樹脂組成物全体(100質量%)に対して、好ましくは0.1~30質量%であり、より好ましくは2~20質量%、さらに好ましくは3~15質量%である。当該含有量が30質量%より多いと耐衝撃性が低下する。好ましい難燃剤としては、NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)と難燃相乗効果が期待できるリン系難燃剤及び/又はブロム系難燃剤である。さらにリン系難燃剤と併用すると熱安定性や色相、耐光性を向上させることができる。特に、当該リン系難燃剤がホスホン酸エステル化合物及び/又はホスフィン酸化合物の場合、色相改良効果が大きい。(C)成分は、添加剤としてそのまま添加しても構わないが、回収スチレン系樹脂に含有したものも使用できる。
【0065】
-リン系難燃剤-
リン系難燃剤は、特に制限されず、従来公知の方法によって得られるもの、又は市販品を用いることができる。好ましくは、リン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物、ホスホン酸化合物(例えばホスホン酸エステル化合物を包含する)、又はホスフィン酸化合物(例えばホスフィン酸塩化合物を包含する)であり、これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でもスチレン系樹脂との相溶性の良いリン酸エステル化合物、又はホスホン酸エステル化合物、ホスフィン酸化合物が最も好ましい。
【0066】
リン系難燃剤は、特にリン含有量が3.0質量%以上のものであると、NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)との難燃性の相乗効果が発現し、少ない添加量で高い難燃性を得ることができる。リン含有量が3.0質量%以上とは、リン系難燃剤中にリン元素が3.0質量%以上含まれるリン化合物のことをいう。
リン系難燃剤は、リン含有量がリン系難燃剤全体に対して3.0質量%以上であると好ましく、7.0質量%以上30質量%以下であるとより好ましい。リン含有量が3.0質量%以上であると、NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)と難燃性に対し相乗効果を発現し、少ない添加量で難燃性が得られるため、低誘電率・低誘電正接には有効であり、使用環境下での変化も少なくすることができる。
なお、リン含有量は、吸光光度法にてリン系難燃剤に含有されているリン原子の含有量を測定することができる。
【0067】
また、リン系難燃剤としては、再生難燃性スチレン系樹脂組成物中での分散が良好となる150℃~300℃で液体、即ち、融点が300℃以下である難燃剤が好ましい。溶融混錬時に固体であるリン系難燃剤(例えば、融点を有さないリン系難燃剤)を用いると、溶融混練時にリン系難燃剤が液体状ではないため、(A)成分に均一に分散せず、物性低下を起こしたり、難燃性が低下したりするおそれがある。
【0068】
--リン酸エステル化合物--
リン酸エステル化合物としては、芳香族リン酸エステル化合物が好ましい。例えば、トリメチルホスフェート(TMP)、トリエチルホスフェート(TEP)、トリフェニルホスフェート(TPP)、トリクレジルホスフェート(TCP)、トリキシレニルホスフェート(TXP)、クレジルジフェニルホスフェート(CDP)等のモノマー型リン酸エステル系化合物、レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート、レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート、ビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェート(BADP)、ビスフェノールAビス-ジクレジルホスフェート、ビフェノールビス-ジフェニルホスフェート、ビフェノールビス-ジキシレニルホスフェート等の、オキシ塩化リンと二価のフェノール系化合物とフェノール(又はアルキルフェノール)との反応生成物である芳香族縮合リン酸エステル系化合物等が挙げられる。
これらの中でも好ましくは、トリフェニルホスフェート(TPP)、トリクレジルホスフェート(TCP)、レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート、レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート、ビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェート(BADP)、ビフェノールビス-ジフェニルホスフェート、ビフェノールビス-ジキシレニルホスフェートであり、より好ましくは、トリフェニルホスフェート(TPP)、レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート、レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェートであり、更に好ましくは、レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェートである。
【0069】
また、リン酸エステル化合物は、耐熱性、成形加工時のモールドデポジットの低減等の観点で、縮合タイプである縮合リン酸エステル系化合物であることが好ましく、特に下記化学式(1)で表される芳香族縮合リン酸エステル系化合物が好ましい。
【化1】
(上記化学式(1)中、R~Rはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数1~10のアルコキシ基、又はハロゲン原子であり、R~Rは同一でも異なっていてもよい。nは0~30の整数であり、好ましくは0~10の整数である。)
上記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第2ブチル基、第3ブチル基、アミル基、第3アミル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、n-オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
上記シクロアルキル基としてはシクロヘキシル基等が挙げられる。
上記アリール基としては、フェニル基、クレジル基、キシリル基、2,6-キシリル基、2,4,6-トリメチルフェニル基、ブチルフェニル基、ノニルフェニル基等が挙げられる。
上記アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
【0070】
更に、上記リン酸エステル化合物の中でも、難燃性と透明性の両立という観点から、下記の化合物(1-1)、(1-2)、又は(1-3)で表わされるリン酸エステル化合物が好ましく、化合物(1-2)又は(1-3)がより好ましく、化合物(1-2)が更に好ましい。
化合物(1-2)(レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート)としては、例えば、大八化学工業株式会社のPX-200等が使用でき、化合物(1-3)(レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート)としては、例えば、大八化学工業株式会社のCR-733S等が使用できる。
【化2】
【0071】
-ホスファゼン化合物-
ホスファゼン化合物としては、例えば、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(メトキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(エトキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(n-プロポキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(イソ-プロポキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(n-ブトキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(イソ-ブトキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(m-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(o-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(4-エチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(4-n-プロピルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(4-イソ-プロピルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(4-t-ブチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(4-t-オクチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(2,3-ジメチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(2,4-ジメチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(2,5-ジメチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(2,6-ジメチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(メトキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(エトキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-プロポキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(イソ-プロポキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-ブトキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(イソ-ブトキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(メトキシ)-1,3,5-トリス(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(メトキシ)-1,3,5-トリス(m-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(メトキシ)-1,3,5-トリス(o-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(エトキシ)-1,3,5-トリス(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(エトキシ)-1,3,5-トリス(m-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(エトキシ)-1,3,5-トリス(o-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-プロポキシ)-1,3,5-トリス(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-プロポキシ)-1,3,5-トリス(m-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-プロポキシ)-1,3,5-トリス(o-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(イソ-プロポキシ)-1,3,5-トリス(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-ブトキシ)-1,3,5-トリス(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(イソ-ブトキシ)-1,3,5-トリス(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(メトキシ)-1,3,5-トリス(4-t-ブチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(メトキシ)-1,3,5-トリス(4-t-オクチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-プロポキシ)-1,3,5-トリス(4-t-ブチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(n-プロポキシ)-1,3,5-トリス(4-t-オクチルフェノキシ)シクロトリホスファゼン等が挙げられる。
【0072】
この中でも好ましくは、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(メトキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(エトキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(p-トリルオキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(メトキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(エトキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼンであり、より好ましくは、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(エトキシ)シクロトリホスファゼン、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(フェノキシ)シクロトリホスファゼン、1,3,5-トリス(エトキシ)-1,3,5-トリス(フェノキシ)シクロトリホスファゼンであり、更に好ましくは、1,1,3,3,5,5-ヘキサ(フェノキシ)シクロトリホスファゼンである。
【0073】
-ホスホン酸エステル-
ホスホン酸エステルとしては、例えば、下記化学式(2)で表されるものが挙げられる。
【化3】
(上記化学式(2)中、R~R10は、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基を有していてもよい一価の炭化水素基であり、R~R10はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
本明細書中において、一価の炭化水素基としては、鎖状(直鎖及び分岐鎖のいずれでもよい)及び環状(単環、縮合多環、架橋環及びスピロ環のいずれでもよい)のいずれであってもよく、例えば、側鎖を有する環状炭化水素基が挙げられる。また、炭化水素基は、飽和及び不飽和のいずれでもよい。
当該炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。
【0074】
上記化学式(2)で表されるホスホン酸エステルの具体例としては、下記式(2-1)~(2-8)で表される化合物が挙げられる。
【化4】
【0075】
-ホスフィン酸化合物-
ホスフィン酸化合物としては、例えば、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン-10-オキサイドや10-ベンジル-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイドなどが挙げられる。9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン-10-オキサイドとしては、例えば、三光株式会社のHCA等が、10-ベンジル-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイドとしては、例えば、三光株式会社のBCA等が使用できる。
【0076】
-ホスフィン酸塩化合物-
また、本実施形態において、ホスフィン酸塩化合物の含有量は、難燃剤(C)の総量100質量%に対して、70質量%以上であることが好ましい。そのため、難燃剤(C)全体の総量100質量%に対して、ホスフィン酸塩化合物以外の公知の難燃剤及び/又は後述の任意添加成分(酸化防止剤、紫外線防止剤等)を30質量%以下含有してもよい。
本実施形態において、ホスフィン酸塩化合物は下記一般式(i)で表され、ホスフィン酸塩及びジホスフィン酸塩から選択される少なくとも1種のホスフィン酸塩類を含むことが好ましく、より好ましくはホスフィン酸塩化合物全体(100質量%)に対して70質量%以上をホスフィン酸塩類が占める。
下記一般式(i):
【化5】
[上記式(i)中、Ri1及びRi2は、各々独立して、無置換又は1以上の水素原子が置換基Ri3により置換されてもよい、直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数6~10のアリール基又は炭素原子数6~14のアラルキル基であり、
前記置換基Ri3は、下記式(ii):
【化6】
「上記式(ii)中、Rii1は、各々独立して、直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~6のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であり、*は他の原子との結合を表す。」で表され、
は、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ビスマスイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びプロトン化された窒素塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、pはMのイオン価を表し、1~3の正の整数であり、mi1は、1~3の正の整数であり、nは、-1、-2又は-3の負の整数を表し、rは、1~3の正の整数であり、|p×r|=|n×mi1|である。また、Ri1及びRii1がそれぞれ複数存在する場合は、それぞれのRi1及びRii1が同一であってもあるいは異なっていてもよい。]
そのため、本実施形態におけるホスフィン酸塩化合物としては、一般式(i)で表されるホスフィン酸塩類以外の公知の難燃剤を、当該ホスフィン酸塩化合物全体(100質量%)に対して30質量%以下含んでもよい。
上記式(i)中、Mのイオン価を表す「p」と「r」との積の絶対値が、「n」と「mi1」との積の絶対値に等しい。
上記(i)中、pは、1又は2が好ましい。mi1は、1又は2が好ましい。nは、-1又は-2が好ましい。rは、1又は2が好ましい
【0077】
本実施形態において、好ましいホスフィン酸塩化合物は、下記の一般式(iii)で表される通りである。
【化7】
[上記式(iii)中、R11及びR12は、各々独立して、直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~6のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であり、Mは、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ビスマスイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びプロトン化された窒素塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、aはMのイオン価を表し、1~3の整数であり、mは、1~3の整数であり、a=mである。R11及びR12がそれぞれ複数存在する場合は、それぞれのR11及びR12が同一であってもあるいは異なっていてもよい。]
【0078】
本実施形態において、好ましいジホスフィン酸塩は、下記の一般式(iv)で表される通りである。
【化8】
[上記式(iv)中、R21及びR22は、各々独立して、直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~6のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であり、L23は、直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~10のアルキレン基、炭素原子数6~10のアリーレン基、炭素原子数6~14のアルキルアリーレン基又は炭素原子数6~14のアリールアルキレン基であり、Mは、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ビスマスイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びプロトン化された窒素塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、bはMのイオン価を表し、1~3の整数であり、mは、1~3の整数であり、qは、1又は2の整数であり、b×q=2mである。R21及びR12がそれぞれ複数存在する場合は、それぞれのR21及びR22が同一であってもあるいは異なっていてもよい。]からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
【0079】
上記式(i)、(ii)、(iii)及び(iv)において、直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、又はヘキシル基の直鎖状のアルキル基、及びイソプロピル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、イソアミル基、又はt-アミル基等の分岐状のアルキル基が挙げられる。
上記式(i)、(ii)、(iii)及び(iv)において、炭素原子数6~10のアリール基としては、単環構造或いは縮環構造を有するものであってもよい。例えば、フェニル基又はナフチル基が挙げられる。
上記式(iv)において、直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~10のアルキレン基は、上記直鎖状若しくは分岐状の炭素原子数1~6のアルキル基から水素原子を一つ取り除いた基が挙げられる。
上記式(iv)において、炭素原子数6~10のアリーレン基は、上記炭素原子数6~10のアリール基から水素原子を一つ取り除いた基が挙げられる。
上記式(i)において、炭素原子数6~14のアラルキル基は、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基、又はtert-ブチルナフチル基が挙げられる。
上記式(iv)において、炭素原子数6~14のアルキルアリーレン基としては、メチルフェニレン基、エチルフェニレン基、tert-ブチルフェニレン基、メチルナフチレン基、エチルナフチレン基、tert-ブチルナフチレン基が挙げられる。
上記式(iv)において、炭素原子数6~14のアリールアルキレン基としては、フェニルメチレン基、フェニルエチレン基、フェニルプロピレン基、フェニルブチレン基が挙げられる。
上記式(iii)において、R11及びR12は、各々独立して、直鎖状の炭素原子数1~6のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であることが好ましい。
上記式(iii)において、Mは、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、又は亜鉛が好ましい。また、aはMのイオン価を表わし、2又は3である。
上記式(iv)において、R21及びR22は、各々独立して、直鎖状の炭素原子数1~6のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であることが好ましい。
上記式(iv)において、L23は各々独立して、直鎖状の炭素原子数1~6のアルキレン基又は炭素原子数6~10のアリーレン基であることが好ましい。
上記式(iv)において、Mは、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、又は亜鉛が好ましい。また、bはMのイオン価を表わし、2又は3である。
ホスフィン酸塩化合物は、電気特性に優れるため、絶縁性が必要な難燃材料に適しており、加水分解性にも優れるため、高温高湿度下での用途に使えるほか、リサイクル性にも優れる。
【0080】
本実施形態に用いるホスフィン酸塩は、中でも、ホスフィン酸と金属炭酸塩、金属水酸化物又は金属酸化物とを用いて水溶液中で製造され、本質的にモノマー性化合物であるが、反応条件に依存して、環境によっては、縮合度が1~3のポリマー性ホスフィン酸塩類も含まれる。
【0081】
このようなホスフィン酸塩としては、特に限定されることなく、例えば、ジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸マグネシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジメチルホスフィン酸亜鉛、エチルメチルホスフィン酸カルシウム、エチルメチルホスフィン酸マグネシウム、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム、エチルメチルホスフィン酸亜鉛、ジエチルホスフィン酸カルシウム、ジエチルホスフィン酸マグネシウム、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸亜鉛、メチル-n-プロピルホスフィン酸カルシウム、メチル-n-プロピルホスフィン酸マグネシウム、メチル-n-プロピルホスフィン酸アルミニウム、メチル-n-プロピルホスフィン酸亜鉛、メタンジ(メチルホスフィン酸)カルシウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)マグネシウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)アルミニウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)亜鉛、ベンゼン-1,4-(ジメチルホスフィン酸)カルシウム、ベンゼン-1,4-(ジメチルホスフィン酸)マグネシウム、ベンゼン-1,4-(ジメチルホスフィン酸)アルミニウム、ベンゼン-1,4-(ジメチルホスフィン酸)亜鉛、メチルフェニルホスフィン酸カルシウム、メチルフェニルホスフィン酸マグネシウム、メチルフェニルホスフィン酸アルミニウム、メチルフェニルホスフィン酸亜鉛、ジフェニルホスフィン酸カルシウム、ジフェニルホスフィン酸マグネシウム、ジフェニルホスフィン酸アルミニウム、ジフェニルホスフィン酸亜鉛が挙げられ、ジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジメチルホスフィン酸亜鉛、エチルメチルホスフィン酸カルシウム、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム、エチルブチルホスフィン酸アルミニウム、ジブチルホスフィン酸アルミニウム、エチルメチルホスフィン酸亜鉛、ジエチルホスフィン酸カルシウム、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸亜鉛であることが好ましく、ジエチルホスフィン酸アルミニウムであることが更に好ましい。
ホスフィン酸塩化合物(b)の市販品としては、特に限定されることなく、例えば、クラリアントジャパン社製のExolit(登録商標)OP1230、OP1240、OP1311、OP1312、OP930、OP935等が挙げられる。
【0082】
本実施形態において、ホスフィン酸塩化合物は粒状であることが好ましい。当該ホスフィン酸塩化合物が粒状である場合、ホスフィン酸塩化合物の平均粒子径は、本実施形態の難燃性樹脂組成物を成形して得られる成形品の機械的強度、成形品の外観を向上する点から、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは20μm以下であり、ホスフィン酸塩化合物はこの粒子径にまで粉砕した粉末を用いるのが好ましい。好ましくは0.5μm超20μm、より好ましくは1μm超20μm以下である。好ましい粒子径の粉末を用いると、高い難燃性を発現するばかりでなく、衝撃強度が著しく高くなるので、特に好ましい。
粒状のホスフィン酸塩化合物の平均粒子径の測定方法としては、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した体積基準の粒子径に基づいている。また、ホスフィン酸塩化合物の分散媒として3%イソプロパノール水溶液を用いて測定される値である。具体的には、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA-910(堀場製作所(株)製)を用いて、3%イソプロパノール水溶液の分散媒でブランク測定を行った後、測定試料を規定の透過率(95%~70%)になるように入れて測定することにより求めることができる。なお、分散媒中への試料の分散は、超音波を1分間照射することにより行う。
なお、本実施形態において、スチレン系組成物中における上述したリン系難燃剤の好ましい含有量は、難燃剤(C)の好ましい含有量を適用することができる。
【0083】
-ブロム系難燃剤-
本実施形態のブロム系難燃剤は、通常この分野で使用されるブロム系難燃剤(臭素系難燃剤)を限定なく使用することができ、これらの中でも汎用されるものとして、ブロム化ビスフェノールA系又はブロム化ビスフェノールS系化合物(例えば、ブロム化ビスフェノールA類、ブロム化ビスフェノールS類、ブロム化フェニルエーテル類、ブロム化ビスフェノールA系カーボネートオリゴマー、ブロム化ビスフェノールA系エポキシ樹脂)、ブロム化フェニルエーテル類、ブロム化ビスフェノールA系カーボネートオリゴマー、ブロム化ビスフェノールA系エポキシ樹脂、ブロム化スチレン系、ブロム化フタルイミド系、ブロム化ベンゼン類、ブロム化シクロアルカン系、ブロム化イソシアヌレート類等の各難燃剤を挙げることができる。これらのブロム系難燃剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0084】
ブロム化ビスフェノールA類又はブロム化ビスフェノールS類は、1~8個のブロム原子がビスフェノールA残基又はビスフェノールS残基のベンゼン環に結合した化合物を挙げることができ、その例としては、テトラブロムビスフェノールA、テトラブロムビスフェノールAビス(2-ヒドロキシエチルエーテル)、テトラブロムビスフェノールAビス(アリルエーテル)、テトラブロムビスフェノールAビス(2-ブロムエチルエーテル)、テトラブロムビスフェノールAビス(3-ブロムプロピルエーテル)、テトラブロムビスフェノールAビス(2,3-ジブロムプロピルエーテル)、テトラブロムビスフェノールS、テトラブロムビスフェノールSビス(2-ヒドロキシエチルエーテル)及びテトラブロムビスフェノールSビス(2,3-ジブロムプロピルエーテル)等を挙げることができる。
【0085】
市販されているブロム化ビスフェノールA類又はブロム化ビスフェノールS類としては、ブロモケム・ファーイースト(株)の「FR-1524」、グレート・レークス・ケミカル(株)の「Great Lakes BA-50」、「Great Lakes BA-50P」、「Great Lakes BA-59」、「Great Lakes BA-59P」及び「Great Lakes PE-68」、アルベマール(株)の「Saytex RB-100」、帝人化成(株)の「ファイヤガード2000」、「ファイヤガード3000」、「ファイヤガード3100」及び「ファイヤガード3600」、丸菱油化工業(株)の「ノンネンPR-2」、東ソー(株)の「フレームカット121R」、(株)鈴裕化学の「ファイアカットP-680」等を挙げることができる。
【0086】
ブロム化フェニルエーテル類は、1個以上のブロム原子がフェニルエーテル基に結合した化合物であって、例えば、ビス(トリブロムフェノキシ)エタン、ヘキサブロムジフェニルエーテル、オクタブロムジフェニルエーテル、デカブロムジフェニルエーテル及びポリジブロムフェニレンオキサイド等を挙げることができる。
【0087】
市販されているブロム化フェニルエーテル類難燃剤としては、ブロモケム・ファーイースト(株)の「FR-1210」及び「FR-1208」、グレート・レークス・ケミカル(株)の「Great Lakes FF-680」、「Great Lakes DE-83」、「Great Lakes DE-83R」及び「Great Lakes DE-79」、アルベマール(株)の「Saytex 102E」及び「Saytex 111」を挙げることができる。
【0088】
上記ブロム化ビスフェノールA系としては、下記の化学式(3)で表わされる化学構造を有する化合物であることが好ましく、オリゴマー又は重合体を含む。
【化9】
(上記化学式(3)中、*は結合手を表わす。)
【0089】
上記化学式(3)で表わされる化合物の一例であるブロム化ビスフェノールA系カーボネートオリゴマーは、下記化学式(3-1)
【化10】
で示される基を有する重合物であることが好ましい。なお、オリゴマーとは、重合度が1~10のものをいう。なお、上記化学式(3-1)中、*は結合手を表わす。
【0090】
上記化学式(3-1)で示される基の重合物としては、例えば、下記化合物(3-2)又は(3-3)で示される難燃剤を挙げることができる。
【化11】
【0091】
上記化合物(3-1)の市販されている難燃剤としては、帝人化成(株)の「ファイヤガード7000」及び「ファイヤガード7500」を挙げることができる。
また、上記化合物(3-2)の市販されている難燃剤としては、グレート・レークス・ケミカル(株)の「Great Lakes BC-52」及び「Great Lakes BC-58」等を挙げることができる。
【0092】
上記化学式(3)で表わされる化合物の一例であるブロム化ビスフェノールA系エポキシ樹脂としては、下記化学式(4)で示される化合物を挙げることができる。
【化12】
【0093】
上記化学式(4)の市販されている難燃剤としては、重合度(m)に応じて種々の製品があり、ブロモケム・ファーイースト(株)の「F-2300」、「F-2300H」、「F-2400」及び「F-2400H」、大日本インキ化学工業(株)の「プラサームEP-16」、「プラサームEP-30」、「プラサームEP-100」及び「プラサームEP-500」、阪本薬品工業(株)の「SR-T1000」、「SR-T2000」、「SR-T5000」及び「SR-T20000」等を挙げることができる。
【0094】
また、ブロム化ビスフェノールA系エポキシ樹脂の例として、上記式(4)の両末端のエポキシ基がブロック化剤で封鎖された化合物及び片側の末端エポキシ基がブロック化剤で封鎖された化合物を挙げることができる。そのブロック化剤としては、エポキシ基を開環付加する化合物であれば限定されないが、フェノール類、アルコール類、カルボン酸類、アミン類及びイソシアネート類等にブロム原子を含有するものを挙げることができ、その中でも難燃効果を向上させる点でブロム化フェノール類が好ましく、ジブロムフェノール、トリブロムフェノール、ペンタブロムフェノール、エチルジブロムフェノール、プロピルジブロムフェノール、ブチルジブロムフェノール及びジブロムクレゾール等を挙げることができる。
【0095】
当該重合物の両末端のエポキシ基がブロック化剤で封鎖された難燃剤の例としては、下記化合物(4-1)又は(4-2)で示される難燃剤を挙げることができる。
【化13】
【0096】
上記化合物(4-1)又は(4-2)の市販されている難燃剤としては、DIC(株)の「プラサームEC-14」、「プラサームEC-20」及び「プラサームEC-30」、東都化成(株)の「TB-60」及び「TB-62」、阪本薬品工業(株)の「SR-T3040」及び「SR-T7040」等を挙げることができる。
【0097】
また、当該重合物の片側の末端エポキシ基のみがブロック化剤で封鎖された難燃剤の例としては、下記化合物(4-3)又は(4-4)で示される難燃剤を挙げることができる。
【化14】
【0098】
上記化合物(4-3)又は(4-4)の市販されている難燃剤としては、DIC(株)の「プラサームEPC-15F」、油化シェルエポキシ(株)の「E5354」等を挙げることができる。
【0099】
ブロム化スチレン系難燃剤としては、スチレン骨格のベンゼン環に1~5個のブロム原子が結合した下記化学式(5)のブロム化スチレンモノマー
【化15】
及び当該化学式(5)の重合体、すなわち、下記化学式(5a)の繰り返し単位を有する重合体(ポリマー)
【化16】
が挙げられ、好ましくは重合体である。
【0100】
ブロム化スチレン系の具体例としては、例えば、ブロムスチレン及びブロム化ポリスチレンを挙げることができ、市販されているブロム化ポリスチレン系難燃剤としては、グレート・レークス・ケミカル(株)の「Great Lakes PDBS-10」及び「Great Lakes PDBS-80」等を挙げることができる。また、前記の難燃剤と製法は異なるが、フェロ(株)の「パイロチェック68PB」もブロム化ポリスチレン系難燃剤の例として挙げることができる。
【0101】
ブロム化フタルイミド系難燃剤としては、フタルイミド基のベンゼン環に1~4個のブロム原子が結合した化合物であって、例えば、モノブロムフタルイミド、ジブロムフタルイミド、トリブロムフタルイミド、テトラブロムフタルイミド、エチレンビス(モノブロムフタルイミド)、エチレンビス(ジブロムフタルイミド)、エチレンビス(トリブロムフタルイミド)及び下記化学式(6)のエチレンビス(テトラブロムフタルイミド)
【化17】
を挙げることができ、市販されている難燃剤としては、アルベマール(株)の「Saytex BT-93」及び「Saytex BT-93W」を挙げることができる。
【0102】
ブロム化ベンゼン類としては、1個以上のブロム原子がベンゼン環に結合した基からなる化合物であって、テトラブロムベンゼン、ペンタブロムベンゼン、ヘキサブロムベンゼン、ブロムフェニルアリルエーテル、ペンタブロムトルエン、1,1-ビス(ペンタブロムフェニル)エタン、1,2-ビス(ペンタブロムフェニル)エタン及びポリ(ペンタブロムベンジルアクリレート)等を挙げることができ、市販されている難燃剤としては、アルベマール(株)の「Saytex 8010」を挙げることができる。
【0103】
ブロム化シクロアルカン系としては、1~6個のブロム原子が炭素数6~12のシクロアルカン(環状脂肪族炭化水素)に結合したブロム化炭化水素類が挙げられる。該シクロアルカンの例としては、シクロヘキサン及びシクロドデカンを挙げることができ、ブロム化シクロアルカンの例としては、ペンタブロムシクロヘキサン、ヘキサブロムシクロヘキサン、テトラブロムシクロドデカン、ペンタブロムシクロドデカン及びヘキサブロムシクロドデカン等を挙げることができる。
市販されているヘキサブロムシクロドデカンとしては、ブロモケム・ファーイースト(株)の「FR-1206」、アルベマール(株)の「Saytex HBCD」、グレート・レークス・ケミカル(株)の「Great LakesCD-75P」、(株)鈴裕化学の「ファイアカットP-880M」及び第一工業製薬(株)の「ピロガード SR-103」等を挙げることができる。
【0104】
ブロム化イソシアヌレート類としては、炭素数2~6のアルキル基(鎖状脂肪族炭化水素基)にブロム原子が結合したブロム化アルキル基とイソシアヌル酸残基が結合した化合物並びに1~5個のブロム原子がフェノキシ基に結合したブロム化フェノキシ基とイソシアヌル酸残基が結合した化合物を挙げることができる。その具体例としては、トリス(モノブロムプロピル)イソシアヌレート、トリス(2,3-ジブロムプロピル)イソシアヌレート、トリス(トリブロムプロピル)イソシアヌレート、トリス(テトラブロムプロピル)イソシアヌレート、トリス(ペンタブロムプロピル)イソシアヌレート、トリス(ヘプタブロムプロピル)イソシアヌレート、トリス(オクタブロムブチル)イソシアヌレート、トリス(モノブロムフェノキシ)イソシアヌレート、トリス(ジブロムフェノキシ)イソシアヌレート、トリス(トリブロムフェノキシ)イソシアヌレート、トリス(ペンタブロムフェノキシ)イソシアヌレート、トリス(エチルモノブロムフェノキシ)イソシアヌレート及びトリス(プロピルジブロムフェノキシ)イソシアヌレート等を挙げることができる。
市販されているブロム化イソシアヌレート類としては、日本化成(株)の「タイク-6B」及び(株)鈴裕化学の「ファイアカットP-660」等を挙げることができる。
【0105】
前記のような汎用されるブロム系難燃剤以外に、文献にも示され、ブロム系難燃剤メーカーのカタログ等にも示されているものも勿論使用することができる。それらのブロム系難燃剤としては、ブロム化フェノール類、ブロム化フェノキシトリアジン系、ブロム化アルカン系、ブロム化マレイミド系及びブロム化フタル酸類等を挙げることができる。
【0106】
ブロム化フェノール類としては、1~5個のブロム原子がフェノール基に結合した化合物であって、例えば、モノブロムフェノール、ジブロムフェノール、トリブロムフェノール、テトラブロムフェノール及びペンタブロムフェノール等を挙げることができる。
【0107】
ブロム化フェノキシトリアジン系としては、1~5個のブロム原子がフェノキシ基に結合し、そのブロム化フェノキシ基の1~3個がトリアジン環に結合した化合物であって、例えば、モノ(トリブロムフェノキシ)トリアジン、ビス(モノブロムフェノキシ)トリアジン、ビス(トリブロムフェノキシ)トリアジン、トリス(ジブロムフェノキシ)トリアジン及びトリス(トリブロムフェノキシ)トリアジン等を挙げることができ、市販されている難燃剤としては、第一工業製薬(株)の「ピロガード SR-245」を挙げることができる。
【0108】
ブロム化アルカン系としては、炭素数2~6のアルカン(鎖状脂肪族炭化水素)にブロム原子が結合した化合物である。該アルカンの例としては、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン及びヘキサンを挙げることができ、ブロム化アルカンの例としては、ジブロムエタン、テトラブロムエタン、モノブロムプロパン、トリブロムプロパン、ヘキサブロムプロパン、オクタブロムプロパン、テトラブロムブタン、ヘキサブロムブタン、オクタブロムブタン、トリブロムペンタン、ペンタブロムペンタン、オクタブロムペンタン、ジブロムヘキサン、トリブロムヘキサン、テトラブロムヘキサン、ヘキサブロムヘキサン及びオクタブロムヘキサン等を挙げることができる。
【0109】
ブロム化マレイミド系としては、1~5個のブロム原子がフェニルマレイミド基に結合した化合物であって、例えば、モノブロムフェニルマレイミド、ジブロムフェニルマレイミド、トリブロムフェニルマレイミド及びペンタブロムフェニルマレイミド等を挙げることができる。
【0110】
ブロム化フタル酸類としては、1~4個のブロム原子が無水フタル酸に結合した化合物を挙げることができ、その例としては、モノブロム無水フタル酸、ジブロム無水フタル酸、トリブロム無水フタル酸及びテトラブロム無水フタル酸等を挙げることができる。
【0111】
また、難燃性を更に高める目的で、三酸化アンチモン等の難燃助剤を併用することはよく行なわれることであるが、この難燃助剤の添加によって、本発明の効果に何ら影響を与えるものではない。
当該難燃助剤の添加量は、通常、ポリスチレン100質量部に対して、0.5~10質量部使用されるが、物性等との関係で、好ましい使用量は1~7質量部である。
なお、本実施形態において、スチレン系組成物中における上述したブロム系難燃剤の好ましい含有量は、難燃剤(C)の好ましい含有量を適用することができる。
【0112】
<任意添加成分>
本実施形態の再生難燃スチレン系樹脂組成物は、上記(A)~(C)成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて従来公知の添加剤、加工助剤等の任意添加成分を添加することができる。これら添加剤、加工助剤等としては、酸化防止剤、耐候剤、滑剤、帯電防止剤、充填剤等が挙げられる。
【0113】
上記酸化防止剤としては、フェノール系化合物、リン系化合物、チオエーテル系化合物等が挙げられる。
【0114】
上記フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、2,6-ジフェニル-4-オクタデシロキシフェノール、ジステアリル(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ホスホネート、1,6-ヘキサメチレンビス〔(3,5-ジ-tertブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド〕、4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、2,2’-エチリデンビス(4,6―ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-エチリデンビス(4-sec-ブチル-6-tert-ブチルフェノール)、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリス(2,6-ジメチル-3-ヒドロキシ-4-tert-ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2,4,6-トリメチルベンゼン、2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-アクリロイルオキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェノール、ステアリル〔3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、テトラキス〔3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸メチル〕メタン、チオジエチレングリコールビス〔(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6-ヘキサメチレンビス〔(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、ビス〔3,3-ビス(4-ヒドロキシ-3-tert-ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、ビス〔2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5-トリス〔(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、3,9-ビス〔1,1-ジメチル-2-{(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕-2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、トリエチレングリコールビス〔(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート〕等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0115】
上記リン系酸化防止剤としては、例えば、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス〔2-tert-ブチル-4-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニルチオ)-5-メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、ジ(デシル)モノフェニルホスファイト、ジ(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4-ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(トリデシル)-4,4’-n-ブチリデンビス(2-tert-ブチル-5-メチルフェノール)ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)-1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、9,10-ジハイドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン-10-オキサイド、2,2’-メチレンビス(4,6-tert-ブチルフェニル)-2-エチルヘキシルホスファイト、2,2’-メチレンビス(4,6-tert-ブチルフェニル)-オクタデシルホスファイト、2,2’-エチリデンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)フルオロホスファイト、トリス(2-〔(2,4,8,10-テトラキス-tert-ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン-6-イル)オキシ〕エチル)アミン、2-エチル-2-ブチルプロピレングリコールと2,4,6-トリ-tert-ブチルフェノールのホスファイト等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0116】
上記チオエーテル系酸化防止剤としては、例えば、チオジプロピオン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジミリスチル、チオジプロピオン酸ジステアリル等のジアルキルチオジプロピオネート類、及びペンタエリスリトールテトラ(β-アルキルメルカプトプロピオン酸エステル類が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0117】
上記耐候剤としては、紫外線吸収剤等を用いることができる。当該紫外線吸収剤としては、例えば、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、5,5’-メチレンビス(2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン)等の2-ヒドロキシベンゾフェノン類;2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾ-ル、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾ-ル、2-(2’-ヒドロキシ-5’-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ-ル、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾ-ル、2,2’-メチレンビス(4-tert-オクチル-6-(ベンゾトリアゾリル)フェノール)、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-カルボキシフェニル)ベンゾトリアゾール等の2-(2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類;フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4-ジ-tert-ブチルフェニル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、2,4-ジ-tert-アミルフェニル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート類;2-エチル-2’-エトキシオキザニリド、2-エトキシ-4’-ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド類;エチル-α-シアノ-β、β-ジフェニルアクリレート、メチル-2-シアノ-3-メチル-3-(p-メトキシフェニル)アクリレート等のシアノアクリレート類;2-(2-ヒドロキシ-4-オクトキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-s-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-メトキシフェニル)-4,6-ジフェニル-s-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-プロポキシ-5-メチルフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-s-トリアジン等のトリアリールトリアジン類が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0118】
上記滑剤としては、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸、脂肪酸金属塩系等を用いることができる。
【0119】
上記脂肪族アミド系滑剤としては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリル酸アミド等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0120】
上記脂肪族エステル系滑剤としては、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル、エルカ酸メチル、ベヘニン酸メチル、ラウリル酸ブチル、ステアリン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸オクチル、ヤシ脂肪酸オクチルエステル、ステアリン酸オクチル、牛脂脂肪酸オクチルエステル、ラウリル酸ラウリル、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸ベヘニル、ミリスチン酸セチル、炭素数28~30の直鎖状で分岐がない飽和モノカルボン酸(以下モンタン酸と略記する)とエチレングリコールのエステル、モンタン酸とグリセリンのエステル、モンタン酸とブチレングリコールのエステル、モンタン酸とトリメチロールエタンのエステル、モンタン酸とトリメチロールプロパンのエステル、モンタン酸とペンタエリスリトールのエステル、グリセリンモノステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンセスクイオレート、ソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレート等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0121】
上記脂肪酸系滑剤のうち飽和脂肪酸としては、具体的には、ラウリン酸(ドデカン酸)、イソデカン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸(テトラデカン酸)、ペンタデシル酸、パルミチン酸(ヘキサデカン酸)、マルガリン酸(ヘプタデカン酸)、ステアリン酸(オクタデカン酸)、イソステアリン酸、ツベルクロステアリン酸(ノナデカン酸)、2-ヒドロキシステアリン酸、アラキジン酸(イコサン酸)、ベヘン酸(ドコサン酸)、リグノセリン酸(テトラドコサン酸)、セロチン酸(ヘキサドコサン酸)、モンタン酸(オクタドコサン酸)、メリシン酸等が挙げられ、特に、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、12-ヒドロキシステアリン酸及びモンタン酸等が挙げられる。
【0122】
上記脂肪酸系滑剤のうち不飽和脂肪酸としては、具体的には、ミリストレイン酸(テトラデセン酸)、パルミトレイン酸(ヘキサデセン酸)、オレイン酸(cis-9-オクタデセン酸)、エライジン酸(trans-9-オクタデセン酸)、リシノール酸(オクタデカジエン酸)、バクセン酸(cis-11-オクタデセン酸)、リノール酸(オクタデカジエン酸)、リノレン酸(9,11,13-オクタデカトリエン酸)、エレステアリン酸(9,11,13-オクタデカトリエン酸)、ガドレイン酸(イコサン酸)、エルカ酸(ドコサン酸)、ネルボン酸(テトラドコサン酸)等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0123】
上記脂肪酸金属塩系滑剤としては、上記脂肪酸系滑剤の脂肪酸のリチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、及びアルミニウム塩等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0124】
上記帯電防止剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性系、グリセリン脂肪酸モノエステル等の脂肪酸部分エステル類等を用いることができる。具体的には、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-N-(3-ドデシルオキシ-2-ヒドロキシプロピル)メチルアンモニウムメソスルフェート、(3-ラウリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムメチルスルフェート、ステアロアミドプロピルジメチル-2-ヒドロキシエチルアンモニウム硝酸塩、ステアロアミドプロピルジメチル-2-ヒドロキシエチルアンモニウムリン酸塩、カチオン性ポリマー、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキル硝酸エステル塩、リン酸アルキルエステル塩、アルキルホスフェートアミン塩、ステアリン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ジグリセリン脂肪酸エステル、アルキルジエタノールアミン、アルキルジエタノールアミン脂肪酸モノエステル、アルキルジエタノールアミド、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリエーテルブロックコポリマー、セチルベタイン、ヒドロキシエチルイミダゾリン硫酸エステル等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
【0125】
上記充填剤としては、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭素繊維、マイカ、ワラストナイト、ウィスカ等を用いることができる。
【0126】
本実施形態において、再生難燃剤マスターバッチとして使用する再生難燃性スチレン系樹脂組成物及び当該再生難燃剤マスターバッチを含有する組成物は、上記の添加剤及び加工助剤等その他、ブロッキング防止剤、着色剤、ブルーミング防止剤、表面処理剤、抗菌剤、目ヤニ防止剤(特開2009-120717号公報に記載のシリコーンオイル、高級脂肪族カルボン酸のモノアミド化合物、及び高級脂肪族カルボン酸と1価~3価のアルコール化合物とを反応させてなるモノエステル化合物等の目ヤニ防止剤)等の任意添加成分を含有してもよい。添加剤及び加工助剤等の任意添加成分の合計含有量は、再生難燃性スチレン系樹脂組成物中、0.05~5質量%としてよい。
【0127】
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物は、実質的に(A)成分~(C)成分及び任意添加成分のみからなっていてもよい。また、(A)成分~(C)成分のみ、又は(A)成分~(C)成分及び任意添加成分のみからなっていてもよい。
【0128】
「実質的に(A)成分~(C)成分及び任意添加成分のみからなる」とは、再生難燃性スチレン系樹脂組成物の95~100質量%(好ましくは98~100質量%)が(A)成分~(C)成分であるか、又は(A)成分~(C)成分及び任意添加成分であることを意味する。
【0129】
尚、本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で(A)成分~(C)成分及び任意添加成分の他に不可避不純物を含んでいてもよい。
【0130】
<再生難燃性スチレン系樹脂組成物のリサイクル方法>
回収スチレン系樹脂(A)は、家電やOA製品であれば、回収した製品から回収済のスチレン系樹脂を選別し、再コンパウンドが必要な程度に粉砕する。そして、粉砕された回収済のスチレン系樹脂を洗浄、脱水及び乾燥を行う。回収スチレン系樹脂(A)がペレットやコンパウンドに適当な大きさであれば、粉砕は行わず、汚れていなければ、洗浄工程も不要である。そのようにして得られた回収スチレン系樹脂(A)を必要によってはNOR型ヒンダードアミン系化合物(B)、難燃剤(C)を所定量混合し、ドライブレンドした後に、混合物をホッパーに投入し、溶融混錬しペレットを作成する。例えば、ヘンシェルミキサーに代表される高速撹拌機、バンバリーミキサーに代表されるバッチ式混練機、単軸又は二軸の連続混練機、ロールミキサー等を単独で、又は組み合わせて用いる方法が挙げられる。混練の際の加熱温度は、通常、180~260℃の範囲で選択される。溶融混錬の際、メッシュ等により異物等を取り除くとともに、磁石や金属検出器を利用し、金属を取り除く。
本実施形態における再生難燃性スチレン系樹脂組成物のリサイクル方法は、回収スチレン系樹脂(A)を180~260℃の温度範囲下で溶融混錬して溶融混練物を調製する工程(II)を有する。また、本実施形態における再生難燃性スチレン系樹脂組成物のリサイクル方法の好適な例は、回収した製品から回収スチレン系樹脂(A)を選別する工程(I)と、選別された前記回収スチレン系樹脂(A)を180~260℃の温度範囲下で溶融混錬して溶融混練物を調製する工程(II)と、を有する。また、前記NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)を前記溶融混練物全体の0.3~3.5質量%の範囲内に配合する工程(III)を有してもよい。さらには、前記難燃剤(C)を前記溶融混練物全体の1~25質量%の範囲内に配合する工程(IV)を有してもよい。前記工程(II)後、篩又はメッシュにより20μm以上の異物を取り除く工程(V)をさらに有してもよい。前記工程(II)後、磁石又は金属検出器を用いて、20μm以上の金属を取り除く工程(VI)をさらに有してもよい。
なお、前記回収した製品としては、スチレン系単量体単位を70質量%以上含有する材料を選別することが好ましい。また、回収した製品の例としては、工場回収品などのプレコンシューマー材料、市場回収品などのポストコンシューマー材料、長期在庫ペレット又は規格外ペレットなどが挙げられる。
【0131】
[再生難燃性スチレン系樹脂組成物の特性]
<難燃性>
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物の難燃性は、UL94垂直燃焼試験(UL94-V試験)において、規格内である、即ち、V-0~V-2の難燃性クラスであることが好ましい。また、UL94水平燃焼(UL94-HB試験)において、HB規格内である75mm/分以下の燃焼速度であることが望ましく、また、自動車難燃規格(FMVSS302)などの規格を考慮すると85mm/分以下が好ましい。なお本開示において、難燃性は、後述の[実施例]の項に記載の方法で評価することができる。
【0132】
<熱安定性>
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物の熱安定性は、成形時、ガス発生による成形不良、色調変化、ヤケが発生しないことが好ましい。
【0133】
<耐光性>
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物の耐光性は、色差△Eが10以下であることが好ましく、より好ましくは5以下である。10より大きいと、屋外において強度低下のため使用できない場合があり、屋内でも変色し、デザイン性やリサイクル性が損なわれる恐れがある。
なお本開示で、色差△Eは、JIS K7103及びJIS K7105に準拠して、キセノンランプ式ウエザーメーターを用いて、ブラックパネルの温度を63℃に維持し、300時間後との色差(△E)の値により測定される値である。
【0134】
[成形品]
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物は、上記の溶融混練成形機により、あるいは、得られた再生難燃性スチレン系樹脂組成物のペレットを原料として、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、ブロー成形法、プレス成形法、真空成形法、及び発泡成形法等により、成形品を製造することができる。
本実施形態の再生難燃性スチレン系樹脂組成物を含む成形品、好ましくは、射出成形品(射出圧縮を含む)、複写機、ファックス、テレビ、ラジオ、テープレコーダー、ビデオデッキ、パソコン、プリンター、電話機、情報端末機、冷蔵庫、電子レンジ等のOA機器、家庭電化製品、電気・電子機器のハウジングや各種部品、発泡断熱材、絶縁フィルム等に好適に用いられる。
【実施例0135】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明の実施形態を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【0136】
「測定及び評価方法」
各実施例及び比較例で得られた樹脂組成物の物性の測定及び評価は、次の方法に基づいて行った。
【0137】
(1)難燃性の評価
(i)燃焼等級の評価及び燃焼時間の評価
後述の方法で作製した燃焼試験片(大きさ:127mm×12.7mm、厚み:0.8mm)を用いて、50W試験炎によるUL94垂直燃焼試験(UL94-V試験)に準拠する方法で難燃性を評価した。上記燃焼試験片にガスバーナーの炎を当てて、その燃焼の程度を評価した。
なお、難燃等級には、UL94-V試験によって分類される難燃性のクラスを示した。全ての試験片で試験は5本行い、判定した。分類方法の概要は以下のとおりである。
V-0:5本の合計燃焼時間50秒以下、最大燃焼時間10秒以下、滴下綿着火なし
V-1:5本の合計燃焼時間250秒以下、最大燃焼時間30秒以下、滴下綿着火なし
V-2:5本の合計燃焼時間250秒以下、最大燃焼時間30秒以下、滴下綿着火あり
Not V:UL94の規格外
【0138】
(ii)燃焼速度
上記(i)の燃焼性の評価と同様に、後述の方法で作製した試験片(b)(大きさ:127mm×12.7mm、厚み:0.8mm)をそれぞれ3つ用いて、UL94水平燃焼試験によって燃焼速度(mm/分)を測定した。
【0139】
(2)熱安定性の評価
射出成形機(東芝機械株式会社製、EC60N)を用いて、シリンダー温度240℃、金型温度50℃、射出圧力(ゲージ圧40-60MPa)、射出速度(パネル設定値)50%、射出時間/冷却時間=5sec/100sec冷却時間100秒に設定し、厚さ3mmプレートを成形し、5ショット目のプレートの外観、色相の変化を後述の方法で作製した厚さ3mmプレートと目視で比較した。その結果を表1及び表2に示す。当該表1及び表2において、3mmプレートにシルバーストリークが観察されるものを「シルバー」と、そして色相が全体的に、又は部分的に茶色に変色しているものを「ヤケ」と表記した。
【0140】
(3)耐光性の評価
後述の実施例1~12に記載の方法で作製した厚さ3mmプレートを用い、JIS K7103及びJIS K7105に準拠して評価した。すなわち、キセノンランプ式ウエザーメーター〔アトラス社製;Ci65〕を用いて、ブラックパネルの温度を63℃に維持し、測定開始時と測定開始から300時間後との色差(△E)の値により評価した。この△Eについては、分光式色差計〔日本電色工業社製〕を用い、下記条件において測定した。
(a)ランプ:ハロゲンランプ;12V,50W〔NARVA社製〕
(b)光の波長:400~700nm
(c)光源:C光源2度視野
(d)測定孔:直径30mm
(e)測定対象:反射光
【0141】
実施例及び比較例で用いた各材料は下記の通りである。
【0142】
<(A)成分>
回収スチレン系樹脂(A-1)として家電から回収された高衝撃ポリスチレンを用いた。MFR5.6、ゴム状重合体含有量7.5質量%、平均粒子径1.6μmであった。
回収スチレン系樹脂(A-2)として家電から回収されたポリスチレンを用いた。MFR2.3であった。
なお、上記家電から回収された高衝撃ポリスチレン及びポリスチレンは、家電リサイクル法により回収された家電に含まれるスチレン樹脂として回収されたものであって、ポリスチレンと表記された樹脂製品から回収されたものを使用した。
【0143】
<ゴム変性スチレン系樹脂(HIPS)>
MFR7.0の高衝撃ポリスチレン(HIPS)であるゴム変性スチレン系樹脂を用いた。該HIPSは、ゴム状重合体としてポリブタジエンを使用しており、ゴム状重合体の含有量8.6質量%であった。当該高衝撃ポリスチレン(HIPS)の平均粒子径は1.5μmであった。
【0144】
<NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)含有HIPS(NOR-HIPS-1)>
後述するNOR型ヒンダードアミン系化合物(B1)をゴム変性スチレン系樹脂全体の3質量%含有したMFR8.2のポリスチレン(HIPS)であるゴム変性スチレン系樹脂を用いた。当該HIPSは、ゴム状重合体としてポリブタジエンを使用しており、ゴム状重合体の含有量8.5質量%であった。当該高衝撃ポリスチレン(HIPS)の平均粒子径は1.5μmであった。このHIPSはIrganox1076とIrgafos168を0.2質量部ずつ添加後、予備混合し、得られた予備混合物を一括混合し、二軸押出機(東芝機械社製、TEM-26SS)を用い、220℃の範囲で溶融押出(スクリュー回転数は150rpm、吐出量は10kg/hr)を行い、ペレットを作製した。
【0145】
<NOR型ヒンダードアミン系化合物(B1)含有HIPS(NOR-HIPS-2)>
上記NOR-HIPS-1のペレットを80℃のオーブンに30日間放置し、長期在庫ペレット相当品として作製した。
【0146】
<(B)成分>
NOR型ヒンダードアミン系化合物(B1)(表1,2中、NOR-HALS-B1とも称する。)として、[BASF社製、FlamestabNOR116FF、NOR型高分子タイプ]を使用した。
NOR型ヒンダードアミン系化合物(B2)(表1,2中、NOR-HALS-B2とも称する。)として、[株式会社ADEKA製、アデカスタブ LA-81 NOR型]を使用した。
【0147】
<(C)成分>
ホスフィン酸系化合物(表1,2中、C-1とも称する。)として、[三光株式会社製、HCA、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド]を使用した。
リン酸エステル(表1,2中、C-2とも称する。)として、[レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート、大八化学工業株式会社製、PX-200]を使用した。
ブロム系難燃剤(表1,2中、C-3とも称する。)として、[ビス(ペンタブロムフェニル)エタン、アルベマール株式会社、Saytex8010]を使用した。
【0148】
<添加剤>
(フェノール系酸化防止剤)
・ステアリル〔3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕[BASF社製、Irganox1076]
(リン系酸化防止剤)
・トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト[BASF社製、Irgafos168]
【0149】
[実施例1~12]
表1に示す組成比で各成分と(A)及び(B)成分の合計100質量部に対して、Irganox1076とIrgafos168を0.2質量部ずつ添加後、予備混合した。得られた予備混合物を一括混合し、二軸押出機(東芝機械社製、TEM-26SS)を用い、180℃~230℃の範囲で溶融押出(スクリュー回転数は150rpm、吐出量は10kg/hr)を行い、ペレット状の再生難燃性スチレン系樹脂組成物を作製した。
このようにして得られたペレット状の再生難燃性スチレン系樹脂組成物を、射出成形機(東芝機械株式会社製、EC60N)を用い、シリンダー温度220℃、金型温度50℃、射出圧力(ゲージ圧40-60MPa)、射出速度(パネル設定値)50%、射出時間/冷却時間=5sec/20secで成形して3mmプレートを作製し耐光性の評価の比較サンプルを作製した。また、上記ペレット状の再生難燃性スチレン系樹脂組成物を用いて熱安定性の評価の欄に記載の方法により比較サンプルを作製した。なお、耐光性の評価結果及び熱安定性の評価結果を表1に示す。
さらには、寸法127mm×12.7mm×厚み0.8mmの両端ゲート平板金型により、3mmプレートと同条件にて上記ペレット状の再生難燃性スチレン系樹脂組成物を用いて燃焼試験片を作製し難燃性の測定を行った。結果を表1に示す。さらに、実施例1~12のUL94-V試験の1セット目の1回目の燃焼時間(秒)の評価結果については、下記表1に示す。
【0150】
[比較例1~10]
比較例1~10は、表1に示すように組成を変更したこと以外は実施例1と同様に実施した。比較例1~10の物性の測定及び評価の結果を表2に示す。
【0151】
【表1】
【0152】
【表2】
【0153】
実施例1~12は、上記表1に示すように、高い難燃性が得られ、熱安定性、耐光性が良好である。難燃剤(C)を添加すると燃焼速度がさらに低下し難燃性が向上する。特にリン系難燃剤を併用するとさらに耐光性が向上する。特に回収スチレン系樹脂(A)の低下した熱安定性や耐光性を回復することができる。
【0154】
一方、比較例1~4について、表2に示すように、NOR型ヒンダードアミン系化合物(B)及び難燃剤(C)を含有しないと難燃性、熱安定性、耐光性が不十分である。比較例4より回収スチレン系樹脂は熱安定性、耐光性に劣ることがわかる。
【0155】
比較例5~10について、表2に示すように、難燃剤を添加すれば、難燃性は向上するものの、熱安定性や耐光性の改良は不十分である。
【産業上の利用可能性】
【0156】
本発明の再生難燃性スチレン系樹脂組成物及び当該再生難燃性スチレン系樹脂組成物を含む成形品は、デスクトップパソコンやノート型パソコン等のコンピューター部品、携帯電話部品、電気・電子機器、携帯情報端末、家電製品部品、自動車部品、産業資材、及び建築材等のシート、フィルム、発泡体等などに好適に使用することができる。