阻燃性和導(dǎo)電性優(yōu)異的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子以及聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于緩沖包裝材料、電波吸收材料等的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子和聚丙 烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體。
【背景技術(shù)】
[0002] 使用聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子而得的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體具有模內(nèi)發(fā)泡 成型體的優(yōu)點(diǎn)，即，形狀的任意性、緩沖性、輕量性、隔熱性等特征。另外，與使用聚苯乙烯系 樹脂發(fā)泡粒子而得的模內(nèi)發(fā)泡成型體相比，耐試劑性、耐熱性、壓縮后的形變恢復(fù)率優(yōu)異， 另外與使用聚乙烯系樹脂發(fā)泡粒子而得的模內(nèi)發(fā)泡成型體相比，尺寸精度、耐熱性、壓縮強(qiáng) 度優(yōu)異。利用這些特征，使用聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子而得的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體 可用于緩沖材料、周轉(zhuǎn)箱、隔熱材料、汽車部件等各種用途。
[0003] 其中，聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體還可用于電子設(shè)備和精密設(shè)備的緩沖材料、 機(jī)器人組裝線的部件用托盤或者電波暗室和電子設(shè)備的射頻噪聲對(duì)策、防止電波反射對(duì)策 等中使用的電波吸收體，在這樣的情況下，使用添加有10重量％以上的導(dǎo)電性炭黑的導(dǎo)電 性聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體（例如，專利文獻(xiàn)1~6)。
[0004] 但是，含有10重量％以上的導(dǎo)電性炭黑時(shí)，存在聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體的 阻燃性下降這樣的問(wèn)題，應(yīng)用于需要阻燃性的部件時(shí)，必須添加大量的阻燃劑。
[0005] 導(dǎo)電性聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體的阻燃性下降在使用丁烷等有機(jī)系發(fā)泡劑 作為制造聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子時(shí)的發(fā)泡劑的情況下不明顯，但在使用二氧化碳等無(wú)機(jī)系 發(fā)泡劑時(shí)明顯。但是，上述的專利文獻(xiàn)1~6中沒(méi)有明示這樣的導(dǎo)電性聚丙烯系樹脂模內(nèi) 發(fā)泡成型體阻燃性下降的課題，特別是使用無(wú)機(jī)系發(fā)泡劑時(shí)阻燃性的下降更明顯的課題。
[0006] 另一方面，已知炭黑除上述的導(dǎo)電性炭黑以外，還有著色用炭黑，一般而言，炭黑 用于對(duì)聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體進(jìn)行著色。而且，已知使用著色用炭黑時(shí)的聚丙烯系 樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體的阻燃性下降（例如，專利文獻(xiàn)7~9)。
[0007] 對(duì)于利用炭黑著色成黑色的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體，專利文獻(xiàn)7中，通過(guò) 添加氮系阻燃劑（受阻胺系阻燃劑）來(lái)提高阻燃性，專利文獻(xiàn)8中，通過(guò)使用平均面積為特 定值的炭黑凝聚體的集合體來(lái)提高阻燃性，專利文獻(xiàn)9中，通過(guò)添加特定的多元醇來(lái)提高 阻燃性。
[0008] 關(guān)于著色用炭黑的添加量，上述專利文獻(xiàn)中還記載了 10重量％以上的范圍，但實(shí) 際上只要滿足模內(nèi)發(fā)泡成型體的黑度，10重量％以下就夠。從上述專利文獻(xiàn)的實(shí)施例記載 的著色用炭黑添加量來(lái)看，低于5重量％的低添加量能提高阻燃性，但沒(méi)有揭示添加10重 量％以上的導(dǎo)電性炭黑也能提高阻燃性。
[0009] 專利文獻(xiàn)8中，記載了為了提高發(fā)泡倍率，可以使用親水性聚合物、聚乙二醇、甘 油等多元醇，但沒(méi)有啟示這些物質(zhì)影響阻燃性的記載，另外，也沒(méi)有記載在添加10重量％ 以上的炭黑的情況以及使用無(wú)機(jī)系發(fā)泡劑的情況下阻燃性的下降明顯的課題。
[0010] 專利文獻(xiàn)9中，記載了在添加10重量％以下的著色用炭黑時(shí)通過(guò)添加特定的多 元醇能夠改善阻燃性，如比較例所記載，揭示了在添加超過(guò)10重量％的量，例如添加15重 量％時(shí)，即便添加特定的多元醇也不能改善阻燃性。
[0011] 對(duì)于向樹脂中添加使用的導(dǎo)電性炭黑和著色用炭黑，一般DBP(鄰苯二甲酸二丁 酯）吸收量不同。如果DBP吸收量大致為200cm3/100g以上，則由于導(dǎo)電性能優(yōu)異，所以用 作導(dǎo)電性炭黑，DBP吸收量低于200cm3/100g的炭黑由于黑度優(yōu)異，所以用作著色用炭黑。
[0012] 著色用炭黑并非不能用于賦予導(dǎo)電性，但為了呈現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電性（例如，體積電 阻率值為5000Ω·cm以下），需要比導(dǎo)電性炭黑更多的添加量，因此發(fā)泡成型困難等，不實(shí) 用。
[0013] 專利文獻(xiàn)10的目的在于提供通過(guò)大量含有無(wú)機(jī)物而具有高導(dǎo)電性等附加價(jià)值且 除去加工性也良好的含無(wú)機(jī)物的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子成型體，記載了以由聚丙烯系樹脂 57~92重量％、乙烯-α烯烴共聚物系橡膠3~30重量％和無(wú)機(jī)物5~40重量％構(gòu)成 的聚丙烯系樹脂組合物為基材的含無(wú)機(jī)物的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子成型體，記載了賦予導(dǎo) 電性時(shí)，通過(guò)使發(fā)泡粒子中含有10重量％以上的導(dǎo)電性碳而能夠呈現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電性，在比 較例2中，記載了含有14重量％的科琴黑（KetjenBlackInternational公司制；KETJEN BLACKEC，BET比表面積800m2/g)作為導(dǎo)電性碳的發(fā)泡粒子和發(fā)泡成型體。
[0014] 但是，如果向含有大量導(dǎo)電性炭黑的聚丙烯系樹脂中添加阻燃劑，則還存在發(fā)泡 粒子的連續(xù)氣泡率容易上升，成型體的表面性和尺寸精度下降或者壓縮強(qiáng)度下降這樣的問(wèn) 題。應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明中上述"連續(xù)氣泡率"是指發(fā)泡粒子中連續(xù)氣泡相對(duì)于全部氣泡的比 例。另外，上述"尺寸精度"是指相對(duì)于模具尺寸的模內(nèi)發(fā)泡成型體的尺寸收縮率，可以說(shuō) 該收縮率越小，尺寸精度越高。
[0015] 如上所述，對(duì)為了呈現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電性而含有大量導(dǎo)電性炭黑的聚丙烯系樹脂模內(nèi) 發(fā)泡成型體賦予優(yōu)異的阻燃性，目前的技術(shù)還不充分，需要改善。
[0016] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0017] 專利文獻(xiàn)
[0018] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-300536號(hào)公報(bào)
[0019] 專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-202837號(hào)公報(bào)
[0020] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2000-169619號(hào)公報(bào)
[0021] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2004-175819號(hào)公報(bào)
[0022] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2003-229691號(hào)公報(bào)
[0023] 專利文獻(xiàn)6:日本特開2004-319603號(hào)公報(bào)
[0024] 專利文獻(xiàn)7:日本特開2004-263033號(hào)公報(bào)
[0025] 專利文獻(xiàn)8:日本特開2010-209145號(hào)公報(bào)
[0026] 專利文獻(xiàn)9:日本特開2010-270243號(hào)公報(bào)
[0027] 專利文獻(xiàn)10:日本特開平10-251436號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028] 本發(fā)明的目的在于提供連續(xù)氣泡率不上升、導(dǎo)電性優(yōu)異且阻燃性、表面性和尺寸 精度也優(yōu)異的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體。本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供構(gòu)成該聚丙 烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子。特別是目的在于使由以往阻燃性低的 使用無(wú)機(jī)系發(fā)泡劑的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子制造的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體也能夠 呈現(xiàn)優(yōu)異的阻燃性。
[0029] 本發(fā)明人鑒于上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)使利用顯示特定量的鄰苯 二甲酸二丁酯吸收量（以下，有時(shí)稱為"DBP吸收量"）的導(dǎo)電性炭黑而呈現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電性 的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體含有規(guī)定量的三聚氰胺氰脲酸酯，能抑制連續(xù)氣泡率的上 升，并提高阻燃性，從而完成了本發(fā)明。
[0030]sp，本發(fā)明由如下要件構(gòu)成。
[0031] [1] -種聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，是使由聚丙烯系樹脂組合物形成的聚丙烯系樹 脂粒子進(jìn)行發(fā)泡而成的，在該聚丙烯系樹脂組合物中，相對(duì)于聚丙烯系樹脂100重量份，含 有11重量份~25重量份的導(dǎo)電性炭黑且含有3重量份~15重量份的三聚氰胺氰脲酸酯， 所述導(dǎo)電性炭黑的DBP吸收量為300cm3/100g~600cm3/100g。
[0032] [2]根據(jù)[1]所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，是使用含有二氧化碳的無(wú)機(jī)系物理 發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡而成的。
[0033] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，其中，在聚丙烯系樹脂組合物 中，相對(duì)于聚丙烯系樹脂100重量份，含有〇. 01重量份~10重量份的氣泡直徑增大劑。
[0034] [4]根據(jù)[3]所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，其中，氣泡直徑增大劑是在150°C、常 壓下以液體的形式存在且具有羥基的化合物。
[0035] [5]根據(jù)[4]所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，其中，氣泡直徑增大劑為聚乙二醇。
[0036] [6]根據(jù)[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，其中，發(fā)泡粒子的平 均氣泡直徑為0. 05mm以上且低于0. 17mm。
[0037] [7]根據(jù)[1]~[6]中任一項(xiàng)所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，其中，發(fā)泡粒子的堆 積密度為20g/L~40g/L。
[0038] [8]根據(jù)[1]~[7]中任一項(xiàng)所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，其中，發(fā)泡粒子的連 續(xù)氣泡率為3.0%以下。
[0039] [9]根據(jù)[1]~[8]中任一項(xiàng)所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子，在利用差示掃描量熱 計(jì)法的測(cè)定中具有2個(gè)熔融峰，由低溫側(cè)的熔融峰熱量Q1和高溫側(cè)的熔融峰熱量Qh算出 的高溫側(cè)的熔融峰的比率{QV(Q1+Qh)}X100為6%~20%。
[0040] [10] -種聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體，由[1]~[9]中任一項(xiàng)所述的聚丙烯 系樹脂發(fā)泡粒子構(gòu)成，該聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體的體積電阻率值為10Ω·cm~ 5000Ω·cm〇
[0041] [11]根據(jù)[10]所述的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體，在UL94HBF燃燒性試驗(yàn)中合 格。
[0042] [12]根據(jù)[10]或[11]所述的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體，其中，成型體密度為 20g/L~40g/L。
[0043] [13]根據(jù)[10]~[12]中任一項(xiàng)所述的聚丙烯系樹脂模內(nèi)發(fā)泡成型體，其中，在利 用差示掃描量熱計(jì)法的測(cè)定中具有2個(gè)熔融峰，由低溫側(cè)的熔融峰熱量ql和高溫側(cè)的熔融 峰熱量qh算出的高溫側(cè)的熔融峰的比率{qV(ql+qh)}X100為6%~20%。
[0044] [14] 一種聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子的制造方法，包括如下一次發(fā)泡工序：將聚丙烯 系樹脂粒子、水以及發(fā)泡劑收容在耐壓容器中，在攪拌條件下使其分散，并且升溫至上述聚 丙烯系樹脂粒子的軟化點(diǎn)溫度以上后，將耐壓容器中的分散液釋放到比耐壓容器的內(nèi)壓低 的壓力區(qū)域使聚丙烯系樹脂粒子發(fā)泡，
[0045] 聚丙烯系樹脂粒子由聚丙烯系樹脂組合物形成，在該聚丙烯系樹脂組合物中， 相對(duì)于聚丙烯系樹脂1〇〇重量份，含有11重量份~25重量份的導(dǎo)電性炭黑且含有3重 量份~15重量份的三聚氰胺氰脲酸酯，所述導(dǎo)電性炭黑的DBP吸收量為300cm3/100g~ 600cm3/l〇〇g〇
[0046] [15]根據(jù)[14]所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子的制造方法，其中，發(fā)泡劑由含有二 氧化碳的無(wú)機(jī)系物理發(fā)泡劑形成。
[0047] [16]根據(jù)[14]或[15]所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子的制造方法，其中，使用由聚 丙烯系樹脂組合物形成的聚丙烯系樹脂粒子，在聚丙烯系樹脂組合物中，相對(duì)于聚丙烯系 樹脂100重量份，含有0. 01重量份~10重量份的氣泡直徑增大劑。
[0048] [17]根據(jù)[16]所述的聚丙烯系樹脂發(fā)泡粒子的制造方法，其中，氣泡直徑增大劑 是在150°C、常壓下以液體的形式存在且具有羥基的化合物。