[發(fā)明專利]阻燃樹脂組合物和模制產(chǎn)品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280011201.0
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103415573A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 原田忠克;山中康生;松下泰幸;福島和彥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社理光
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C08L67/00;C08L69/00;C08L97/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻燃樹脂組合物和模制產(chǎn)品，其具有優(yōu)異的阻燃性并可用于圖像輸出設(shè)備諸如復(fù)印機(jī)和打印機(jī)以及電/電子設(shè)備諸如家用電器的部件。

背景技術(shù)

許多樹脂部件用于例如圖像輸出設(shè)備諸如復(fù)印機(jī)和打印機(jī)、電/電子設(shè)備諸如家用電器和汽車的內(nèi)部部件。對于這些樹脂部件，為了防止火蔓延的目的，樹脂材料需要阻燃性。

特別地，復(fù)印機(jī)在它們的內(nèi)部具有變?yōu)樯邷囟葼顟B(tài)的固定單元，并且樹脂材料也用在固定單元周圍的部分。進(jìn)一步地，復(fù)印機(jī)提供有產(chǎn)生高電壓的單元諸如電氣化單元和100-V交流電供電單元。這些單元具有幾百瓦特至500瓦特的最大功率消耗并由利用100V和15A的電力系統(tǒng)的單元構(gòu)成。

這樣的復(fù)印機(jī)——主要是由多功能打印機(jī)為代表的多功能復(fù)印機(jī)，是固定的電/電子設(shè)備，并且在關(guān)于為產(chǎn)品設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)之一的樹脂材料阻燃性國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC60950)中，要求著火源或位于著火危險中的部分由具有如UL94標(biāo)準(zhǔn)(Underwriters?Laboratories?Inc.，標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的“5V”阻燃性水平的封閉式部件覆蓋。UL94標(biāo)準(zhǔn)中的“5V”的測試方法被定義為國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60695-11-20中“通過500-W測試火焰進(jìn)行的火焰測試”(ASTM?D5048)。

對于構(gòu)造復(fù)印機(jī)主體的部件，除了用于封閉的部件以外，還要求封閉內(nèi)的內(nèi)部部件也達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)中的“V-2”或更高水平。UL94標(biāo)準(zhǔn)中的“V-2”或更高水平的測試方法被定義為國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60695-11-10，方法B中的“A20-mm垂直火焰測試”(ASTM?D3801)。

可被添加至樹脂材料的阻燃劑被分為數(shù)種類型，并且在本文中通常使用的那些為溴阻燃劑、磷阻燃劑、氮化合物阻燃劑、有機(jī)硅阻燃劑和無機(jī)阻燃劑。這些阻燃劑的阻燃機(jī)制已經(jīng)在數(shù)個文獻(xiàn)中已知，并且特別頻繁采用的三種阻燃機(jī)制將在此描述。

第一種阻燃機(jī)制是利用鹵素化合物的機(jī)制，以氮阻燃劑為代表。例如，允許鹵素化合物用作在燃燒火焰上的氧化反應(yīng)中的負(fù)催化劑，以降低燃燒速度。

第二種阻燃機(jī)制是利用磷阻燃劑或有機(jī)硅阻燃劑的機(jī)制。在燃燒期間樹脂表面上的有機(jī)硅阻燃劑的滲出(bleeding)或樹脂內(nèi)的磷阻燃劑的脫水反應(yīng)導(dǎo)致在樹脂表面上產(chǎn)生碳化物(碳(char))，形成阻止燃燒的隔熱膜。

第三種阻燃機(jī)制是利用無機(jī)阻燃劑諸如氫氧化鎂或氫氧化鋁的機(jī)制。

例如通過利用在這些化合物被樹脂燃燒分解后發(fā)生的吸熱反應(yīng)或由所產(chǎn)生的水具有的蒸發(fā)潛熱冷卻整個樹脂而阻止燃燒。

在另一方面，常規(guī)的樹脂材料由利用石油作為起始材料的塑料材料組成。然而，近年來，注意力已經(jīng)被吸引至利用例如植物作為起始材料的生物質(zhì)源的樹脂。生物質(zhì)資源表示有機(jī)體諸如植物或動物被用作資源。生物質(zhì)資源的例子包括木材、谷物、從大豆或動物獲得的脂肪和油以及原始垃圾。生物質(zhì)源的樹脂利用這些生物質(zhì)資源作為起始材料而生產(chǎn)。生物可降解樹脂也是通常已知的。生物降解指的是例如在就溫度和濕度而言的某些環(huán)境下由微生物降解的功能。

一些生物可降解樹脂為非生物質(zhì)源的樹脂而是石油源的樹脂并且是生物可降解的樹脂。

生物質(zhì)源的樹脂包括聚乳酸(PLA)，其通過化學(xué)聚合利用通過發(fā)酵糖類諸如馬鈴薯、甘蔗和谷物、主要由淀粉組成的酯化淀粉產(chǎn)生的乳酸作為單體產(chǎn)生；微生物在它們體內(nèi)產(chǎn)生的、為聚酯類的微生物生產(chǎn)的樹脂(聚羥基鏈烷酸酯)；和PTT(聚對苯二甲酸丙二酯)，其通過發(fā)酵方法利用1，3-丙二醇和石油源的對苯二酸作為起始材料產(chǎn)生。

目前，使用石油源的起始材料。然而，研究發(fā)展瞄準(zhǔn)將目前采用的利用石油源的起始材料生產(chǎn)的樹脂未來轉(zhuǎn)移至生物質(zhì)源的樹脂。例如，用于PBS(聚丁二酸丁二醇酯)的主要起始材料之一的琥珀酸使用植物源的起始材料生產(chǎn)。在這類生物質(zhì)源的樹脂中，通過應(yīng)用具有180℃左右高熔點、具備優(yōu)異的模制能力并可穩(wěn)定供應(yīng)至市場的聚乳酸生產(chǎn)的產(chǎn)品正在被實現(xiàn)。

然而，聚乳酸具有56℃的低玻璃化點，并且因為該原因，具有大約55℃的低熱變形溫度，說明聚乳酸具有低耐熱性。另外，因為聚乳酸是結(jié)晶樹脂，所以耐沖擊性也低，并且就Izod沖擊強(qiáng)度而言為1kJ/m²至2kJ/m²，這使得在耐用構(gòu)件諸如電/電子設(shè)備產(chǎn)品中難以采用聚乳酸。