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JP-2026077627-A - ポリプロピレン系樹脂組成物

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Abstract

【課題】リン系難燃剤を複合させたポリプロピレン材料の高難燃化。 【解決手段】要件（Ａ１）プロピレン単独重合体、プロピレンランダム共重合体及びプロピレンブロック共重合体から成る群から選ばれる少なくとも１種のプロピレン重合体を含む、を満足するポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、要件（Ｂ１）有機系難燃剤である、を満足する難燃剤（Ｂ）と、要件（Ｃ１）ガラス繊維であり、その繊維長が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものを用いる、を満足する繊維（Ｃ）とを含有し、条件１を満足するプロピレン系樹脂組成物。 条件１：プロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）２０～５７重量％と、難燃剤（Ｂ）１８～３０重量％と、繊維（Ｃ）２５～５０重量％とを含有する。 【選択図】なし

Inventors

  • 城間 賢悟

Assignees

  • 日本ポリプロ株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20251024
Priority Date
20241025

Claims (5)

  1. 下記要件（Ａ１）を満足するポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、下記要件（Ｂ１）を満足する難燃剤（Ｂ）と、下記要件（Ｃ１）を満足する繊維（Ｃ）とを含有し、下記条件１を満足することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物。 要件（Ａ１） ポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレン単独重合体、プロピレンランダム共重合体及びプロピレンブロック共重合体から成る群から選ばれる少なくとも１種のプロピレン重合体を含む。 要件（Ｂ１） 難燃剤（Ｂ）は、有機系難燃剤である。 要件（Ｃ１） 繊維（Ｃ）は、ガラス繊維であり、その繊維長が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものを用いる。 条件１ プロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）２０～５７重量％と、難燃剤（Ｂ）１８～３０重量％と、繊維（Ｃ）２５～５０重量％とを含有する（但し、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、難燃剤（Ｂ）と、繊維（Ｃ）との合計は１００重量％である）。
  2. ポリプロピレン系樹脂（Ａ）が、下記要件（Ａ２）を更に満足する、請求項１に記載のプロピレン系樹脂組成物。 要件（Ａ２） ポリプロピレン系樹脂（Ａ）が少なくとも２種のポリプロピレン系樹脂（Ａａ）とポリプロピレン系樹脂（Ａｂ）とを含み、かつポリプロピレン系樹脂（Ａａ）のメルトフローレート（ＭＦＲ、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）が６０～２０００ｇ／１０分の範囲である。
  3. 難燃剤（Ｂ）が、リン系難燃剤である請求項１に記載のプロピレン系樹脂組成物。
  4. 難燃剤（Ｂ）が、ポリリン酸塩である請求項３に記載のプロピレン系樹脂組成物。
  5. 請求項１乃至４の何れか1項に記載のプロピレン系樹脂組成物を含む成形体。

Description

本発明は、ポリプロピレン系樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、リン系難燃剤とガラス繊維とを含有する遮炎性に優れたポリプロピレン系樹脂組成物に関するものである。 ポリオレフィン系樹脂は化学的、機械的特性の優位性を生かして建材、自動車部品、包装用資材、家電製品等の各種分野に多用され、その用途も拡大してきている。しかしながら、多くのポリオレフィン系樹脂は可燃性であり、用途によっては難燃化が必要である。 従来から難燃化の手法として広く使用されているものが、臭素系難燃剤と難燃助剤である三酸化アンチモンを組み合わせた系である。 しかし，臭素系難燃剤を使用した難燃化手法はその材料特性上、形状保持性に乏しく、長時間の接炎に耐える事が困難である。それに対してリン系難燃剤、特に燃焼後に炭素質のチャーを形成するリン系難燃剤を使用した難燃化手法は、接炎面が炭化し耐火性を有する事が可能であり、比較的長時間の接炎に耐えられることが期待されている。 一方で、例えば特許文献１，特許文献２の様なリン系難燃剤を使用した材料の場合は、酸素指数やＵＬ９４ Ｖ試験の様な自消性の検討は多く行われてきているものの、耐火性能について深く検討している例は少なかった。 近年では、特許文献３の様な検討が報告されており、ここでは、リン系難燃剤とガラス繊維を複合させた試験片での耐火性能について検討されている。 しかしながら、特許文献３に開示の技術ではその接炎時間が十分とは言えない。例えば、中国のＧＢ／Ｔ ３８０３１－２０２０規格ではＥＶ車両火災発生時を想定し『バッテリーパックの状態で電池セルが発火後、５分間バッテリーパック外に煙/火が出ない事』という事が規格とされているが、特許文献３の発明では５分以上の耐火性能を議論できていない。すなわち、今後社会から求められる長時間の接炎に耐える事が可能な性能を発現した材料を提供するという問題が、依然として残っている事が分かる。 加えてバッテリー筐体の様な大きな成形体を得る場合、その材料の流動性も重要な因子となる。例えば技術文献４に開示されているように流動性に優れた難燃樹脂組成物の発明もなされている。 しかしながら、この発明に於いても長時間の耐火性については検討がなされていないため、流動性と長時間の耐火性との両立という課題は未だに残っている。 特許４７５３４９８号公報特許５４６２５８４号公報特許７３２９５２８号公報ＷＯ２０２４／０２９１９７Ａ１ 発明を実施するための態様 本発明は、下記要件（Ａ１）を満足するポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、下記要件（Ｂ１）を満足する難燃剤（Ｂ）と、下記要件（Ｃ１）を満足する繊維（Ｃ）とを含有し、下記条件１を満足することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物である。 要件（Ａ１） ポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレン単独重合体、プロピレンランダム共重合体及びプロピレンブロック共重合体から成る群から選ばれる少なくとも１種のプロピレン重合体を含む。 要件（Ｂ１） 難燃剤（Ｂ）は、有機系難燃剤である。 要件（Ｃ１） 繊維（Ｃ）は、ガラス繊維であり、その繊維長が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものを用いる。 条件１ プロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）２０～５７重量％と、難燃剤（Ｂ）１８～３０重量％と、繊維（Ｃ）２５～５０重量％とを含有する（但し、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、難燃剤（Ｂ）と、繊維（Ｃ）との合計は１００重量％である）。 以下に本発明のプロピレン系樹脂組成物について、各項目の詳細を説明する。 １．プロピレン系樹脂組成物 本発明のプロピレン系樹脂組成物は、下記条件１を満足する。 条件１ プロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）２０～５７重量％と、難燃剤（Ｂ）１８～３０重量％と、繊維（Ｃ）２５～５０重量％とを含有する（但し、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、難燃剤（Ｂ）と、繊維（Ｃ）との合計は１００重量％である）。 ポリプロピレン系樹脂（Ａ）、難燃剤（Ｂ）、繊維（Ｃ）の詳細については後述する。 本発明のプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）を２０～５７重量％含有する事が必要であり、好ましくは２３～５５．５重量％、更に好ましくは２６～５４重量％、より好ましくは２９～５２．５重量％を含有する。難燃剤（Ｂ）は１８～３０重量％含有する事が必要であり、好ましくは１８．５～２９重量％、更に好ましくは１９～２８重量％、より好ましくは１９．５～２７重量％を含有する。繊維（Ｃ）は２５～５０重量％含有する事が必要であり、好ましくは２６～４８重量％、更に好ましくは２７～４６重量％、より好ましくは２８～４４重量％を含有する。 ポリプロピレン系樹脂（Ａ）、難燃剤（Ｂ）及び繊維（Ｃ）の含有量をこのような範囲とすることにより、長時間の接炎に耐えられる遮炎性と、成形性に優れた流動性を両立することが出来る材料の提供が可能となる。即ち、難燃剤（Ｂ）と繊維（Ｃ）が多すぎると、遮炎性は向上するものの流動性が悪化し、成形性が低下する傾向となる。逆に難燃剤（Ｂ）と繊維（Ｃ）が少なすぎると、十分な遮炎性が得られない場合が有る。 （１）ポリプロピレン系樹脂（Ａ） 以下に、本発明に用いられるポリプロピレン樹脂（Ａ）の詳細について説明する。 要件（Ａ１） 本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレン単独重合体、プロピレンランダム共重合体及びプロピレンブロック共重合体から成る群から選ばれる少なくとも１種のプロピレン重合体を含む。 プロピレンランダム共重合体としては、プロピレン－α－オレフィンランダム共重合体が好ましい。また、プロピレンブロック共重合体としては、プロピレン－α－オレフィンブロック共重合体が好ましい。以下、本明細書においては、プロピレン－α－オレフィンブロック共重合体とプロピレン－α－オレフィンランダムランダム共重合体を単に「プロピレン－α－オレフィン共重合体」と称することがある。 好ましく用いられるプロピレン－α－オレフィン共重合体は、プロピレンとプロピレンを除く炭素数２～８のα－オレフィンをコモノマーとする共重合体で、通常は、プロピレン含量が７０～９９．９９重量％（すなわちコモノマー含量が０．０１～３０重量％）、好ましくは８０～９９重量％（コモノマー含量が１～２０重量％）、より好ましくは９０～９８重量％（コモノマー含量が２～１０重量％）のプロピレンとα－オレフィンとのランダム共重合体またはブロック共重合体である。また、α－オレフィンの異なるランダム共重合体またはブロック共重合体の混合物であってもよい。 また、プロピレンと共重合させるプロピレンを除く炭素数２～８のα－オレフィンであるコモノマーは、１種用いてもよいし、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 プロピレン－α－オレフィン共重合体としては、具体的に、プロピレン－エチレン共重合体、プロピレン－ブテン－１共重合体、プロピレン－ペンテン－１共重合体、プロピレン－ヘキセン－１共重合体、プロピレン－オクテン－１共重合体のような二元共重合体、プロピレン－エチレン－ブテン－１共重合体、プロピレン－エチレン－ヘキセン－１共重合体のような三元共重合体などが挙げられ、プロピレン－エチレンランダム共重合体、プロピレン－エチレン－ブテン－１ランダム共重合体などが好ましい。 プロピレンを除く炭素数２～８のα－オレフィンとしては、例えば、エチレン、１－ブテン、２－メチル－１－プロペン、１－ペンテン、２－メチル－１－ブテン、３－メチル－１－ブテン、１－ヘキセン、２－エチル－１－ブテン、２，３－ジメチル－１－ブテン、２－メチル－１－ペンテン、３－メチル－１－ペンテン、４－メチル－１－ペンテン、３，３－ジメチル－１－ブテン、１－ヘプテン、メチル－１－ヘキセン、ジメチル－１－ペンテン、エチル－１－ペンテン、トリメチル－１－ブテン、１－オクテン等を挙げることができる。 プロピレン－α－オレフィン共重合体のコモノマーとして、上記のようなα－オレフィンを上記の量用いることによって、本発明プロピレン系樹脂組成物における効果を最大限引き出すことが可能となる。 ここでポリプロピレン系樹脂（Ａ）のコモノマーであるプロピレンや、エチレン及び炭素数４～８のα－オレフィン（以下、「本モノマー」と略記することがある）は、バイオマスを原料に製造されたものであってもよいし、ケミカルリサイクル由来のものであってもよい。 ポリプロピレン系樹脂（Ａ）のコモノマーであるプロピレンや、エチレン及び炭素数４～８のα－オレフィンは、バイオマス由来の本モノマーのみでもよいし、化石燃料由来の本モノマーのみでもよい。また、バイオマス由来の本モノマーと、化石燃料由来の本モノマーの両方を含んでもよい。 また、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）のコモノマーであるプロピレンや、エチレン及び炭素数４～８のα－オレフィンは、ケミカルリサイクル由来の本モノマーのみでもよいし、化石燃料由来の本モノマーのみでもよい。また、ケミカルリサイクル由来の本モノマーと、化石燃料由来の本モノマーの両方を含んでもよい。 そして、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）のコモノマーであるプロピレンや、エチレン及び炭素数４～８のα－オレフィンは、バイオマス由来の本モノマー、ケミカルリサイクル由来の本モノマー及び化石燃料由来の本モノマーを任意に組み合わせて使用することが出来る。 また、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）として、リサイクル樹脂を使用することも可能である。ポリプロピレン系樹脂（Ａ）全体に対するリサイクル樹脂の割合は、本願発明の効果を阻害しない範囲で任意に選択することが出来る。リサイクル樹脂としては、廃棄自動車由来、バッテリーケース由来、家電製品由来、コンタクトレンズ重合型由来及び物流資材由来等、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、その由来を問わずに何れのリサイクル樹脂も使用することが出来る。またこれらのリサイクル樹脂と、前述のバイオマス由来の本モノマー、ケミカルリサイクル由来の本モノマー及び化石燃料由来の本モノマーを用いたものとを、任意の割合で混合して使用することも可能である。 また、成形性の観点から、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、融点が１００～１７０℃であることが好ましく、１５０～１６５℃であることがより好ましい。ポリプロピレン系樹脂の融点は、主として、原料として用いられるプロピレンとプロピレン以外のα－オレフィンの種類、共重合比率、メルトフローレート（ＭＦＲ）等により、適宜制御することができる。なお、本明細書でいう「融点」とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）により、測定された融解ピーク温度である。 本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して測定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）［測定温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ（２１．１８Ｎ）］について、１．０～２００ｇ／１０分が好ましく、５．０～１５０ｇ／１０分であるのがより好ましく、１０～１００ｇ／１０分が更に好ましい。メルトフローレート（ＭＦＲ）をこのような範囲とすることにより、本発明のプロピレン系樹脂組成物およびそれを成形してなる成形品において、良好な遮炎性や難燃性能と成形性を保つと共に、種々の機械物性、例えば耐傷つき性や曲げ強度を発現することが可能となる。即ち、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１ｇ／１０分を下回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物を成形する時の負荷が増大し、成形性が悪化すると共に、成形体の変色等を生じ外観が悪化するおそれがあり、逆に、２００ｇ／１０分を上回ると、遮炎性や難燃性能が低下したり、耐傷つき性や曲げ強度を損なうおそれがある。 なお、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）が２種類以上のプロピレン重合体を含む場合は、これら２種以上のプロピレン