[發明專利]阻燃樹脂組合物和模塑產品

有效

• 申請號: 201410066570.0
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104031362A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 原田忠克;松下泰幸;福島和彥;青木彈
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L69/00;C08L55/02;C08L97/00;C08H7/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

技術領域

本發明涉及阻燃樹脂組合物和模塑產品，它們具有優異的阻燃性并且可適合用于圖像輸出設備如復印機和打印機以及電/電子設備如家用器具的部件中。

背景技術

許多樹脂部件用于例如圖像輸出設備如復印機和打印機、電/電子設備如家用器具以及汽車的內部部件中。對于這些樹脂部件，為了防止火勢蔓延的目的，要求樹脂材料具有阻燃性。

具體地，復印機在它們的內部具有變為升高溫度狀態的定影單元，并且樹脂材料也按部分用于該定影單元周圍。進一步地，復印機配備有用于產生高電壓的單元如充電單元和供電單元如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，并且由利用100V和15A的電力系統的單元構成。

此類復印機，主要是以多功能打印機為代表的多功能外圍設備，是固定的電/電子設備，并且在關于樹脂材料的阻燃性的國際標準（IEC60950）——產品設備的安全標準之一——中，要求著火源或位于著火危險中的部分由具有如UL94標準（Underwriters?Laboratories?Inc.（安全檢測實驗室公司），標準）中規定的“5V”阻燃等級的封閉部件來覆蓋。用于UL94標準中的“5V”的測試方法被定義為國際標準IEC60695-11-20中的“通過500-W測試火焰進行的燃燒測試”（ASTM?D5048）。

對于構造復印機主體的部件，除了用于封閉的部件以外，要求該封閉內的內部部件也達到UL94標準中的“V-2”或更高等級。用于UL94標準中的“V-2”或更高等級的測試方法被定義為國際標準IEC60695-11-10，方法B中的“A20-mm垂直燃燒測試”（ASTM?D3801）。

可以被添加到樹脂材料中的阻燃劑被劃分為幾種類型，并且通常使用的那些是溴阻燃劑、磷阻燃劑、氮化合物阻燃劑、有機硅阻燃劑和無機阻燃劑。

這些阻燃劑的阻燃機制在數個文獻中已經是已知的，并且尤其頻繁采用的三種阻燃機制將在此進行描述。

第一種阻燃機制是使用鹵素化合物的機制，以溴阻燃劑為代表。例如，允許鹵素化合物在燃燒火焰上用作氧化反應中的負催化劑，以降低燃燒速度。

第二種阻燃機制是使用磷阻燃劑或有機硅阻燃劑的機制。在燃燒過程中樹脂表面上的有機硅阻燃劑的滲出（bleeding）或樹脂內的磷阻燃劑的脫水反應導致在該樹脂的表面上產生碳化物（炭），形成使燃燒終止的隔熱膜。

第三種阻燃機制是使用無機阻燃劑如氫氧化鎂或氫氧化鋁的機制。例如，通過利用在這些化合物因樹脂燃燒而分解時發生的吸熱反應、或由所產生的水具有的蒸發潛熱來冷卻整個樹脂而終止燃燒。

另一方面，常規的樹脂材料是由使用石油作為起始材料的塑料材料制成的。然而，近年來，注意力已經被吸引至使用例如植物作為起始材料的生物質衍生的樹脂。生物質資源是指將有機體如植物或動物用作資源。該生物質資源的實例包括木材、谷物、來自大豆或動物的脂肪和油、以及原生垃圾。使用這些生物質資源作為起始材料來生產這些生物質衍生的樹脂。可生物降解的樹脂也是通常已知的。生物降解是指例如在就溫度和濕度而言的某些環境下由微生物降解的功能。

一些可生物降解的樹脂為不是生物質衍生的樹脂而是石油衍生的樹脂并且具有生物降解活性的樹脂。

這些生物質衍生的樹脂包括使用由發酵糖類如馬鈴薯、甘蔗和谷物產生的乳酸作為單體通過化學聚合產生的聚乳酸（PLA）、主要由淀粉組成的酯化淀粉、在微生物體內產生的聚酯類的微生物產樹脂（PHA；聚羥基鏈烷酸酯）；以及使用1,3-丙二醇和石油衍生的對苯二酸作為起始材料通過發酵方法產生的PTT（聚對苯二甲酸亞丙基酯）。

目前，使用石油衍生的起始材料。然而，研究發展瞄準將目前采用的使用石油衍生的起始材料生產的樹脂在未來轉移至生物質衍生的樹脂。例如，使用植物衍生的起始材料來生產用于PBS（聚丁二酸丁二醇酯）的主要起始材料之一的琥珀酸。在此類生物質衍生的樹脂中，通過應用具有大約180℃的高熔點、具備優異的可模塑性、并且可穩定供應至市場的聚乳酸生產的產品正在實現。

然而，聚乳酸具有56℃的低玻璃化點，并且由于這個原因，具有大約55℃的低熱變形溫度，表明聚乳酸具有低耐熱性。另外，由于聚乳酸是一種結晶樹脂，所以抗沖擊性也低并且就懸臂梁式沖擊強度而言為1kJ/m²至2kJ/m²，這使得在耐久的構件如電/電子設備產品中難以采用聚乳酸。