專利名稱：發(fā)泡珠粒、使用了該發(fā)泡珠粒的成型體和成型體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)泡珠粒、成型體和成型體的制造方法。
背景技術(shù)：
作為汽車、電子設(shè)備的內(nèi)部部件的材料，一直以來采用了塑料和金屬。塑料與金屬等相比更輕量，因而在電子設(shè)備、雜貨和汽車用部件等中的使用用途逐漸擴大，但從節(jié)能等方面考慮，要求一種更輕量、且強度和耐沖擊性等物性優(yōu)異的材料。樹脂發(fā)泡成型體便是這種材料中的一種。作為樹脂發(fā)泡成型體的例子，已知將聚苯乙烯系樹脂和聚苯醚系樹脂的混合樹脂發(fā)泡而成的物質(zhì)(專利文獻1、2)。另外，還已知通過添加阻燃劑而賦予了阻燃性的阻燃性發(fā)泡珠粒(專利文獻3、4)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開昭52-10U68號公報專利文獻2 日本特開2003-138051號公報專利文獻3 日本特開2000-95892號公報專利文獻4 日本再表2003-004552號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，通過如專利文獻1 4那樣使用樹脂發(fā)泡成型體，雖然滿足了輕量化，但含有較多空氣的發(fā)泡體容易燃燒，無法適用于需要阻燃性的電子設(shè)備和汽車用部件，迄今為止并沒有得到采用。另一方面，現(xiàn)有的未發(fā)泡塑料和金屬無法滿足輕量化，而且質(zhì)地堅硬， 不適于需要柔軟性的微細且復(fù)雜的形狀的加工，迄今為止輕量化和提高阻燃性的關(guān)系還處于無法兼顧的狀態(tài)。若為了兼顧輕量化和阻燃性提高而使用阻燃劑，雖然未發(fā)泡的樹脂會顯示出優(yōu)異的阻燃性，但若用于發(fā)泡體則阻燃性顯著降低。這是因為，在利用相同尺寸的樣品進行比較時，與樹脂相比發(fā)泡體的單位體積的樹脂量少，因而難以形成碳化層，燃燒時間變長。另外， 與未發(fā)泡的樹脂相比發(fā)泡體的樹脂量少，容易因燃燒熱而軟化，結(jié)果燃燒時容易發(fā)生樹脂滴落。另一方面，若為了提高阻燃性而增加發(fā)泡體中阻燃劑的添加量，雖然阻燃性得到改善，但機械物性降低，或者對于具有使樹脂增塑的效果的發(fā)泡體而言樹脂的耐熱性降低， 產(chǎn)生因伸長粘度降低而抑制發(fā)泡性等弊病。因此，不僅難以滿足加工成成型體的成型加工性，還不容易加工成復(fù)雜、微細的形狀，并且非常難以同時滿足輕量化和阻燃性提高。于是，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)泡珠粒，其能夠在輕量化的同時維持優(yōu)異的阻燃性，且成型加工性也優(yōu)異。
本發(fā)明涉及下述[1] [12]。[1] 一種發(fā)泡珠粒，其平均粒徑為0. 5 10mm，密度為0. 033 0. 80g/cc,并且，基于UL標準的UL-94垂直法OOmm垂直燃燒試驗)所測定的阻燃性為V-O或V-I。[2]如[1]所述的發(fā)泡珠粒，其中，脂肪族烴系氣體的殘留濃度為1000體積ppm以下。[3]如[1]或[2]所述的發(fā)泡珠粒，其中，該發(fā)泡珠粒由包含聚苯醚系樹脂或聚碳酸酯系樹脂、以及阻燃劑的基材樹脂構(gòu)成。[4]如[1] [3]的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，該發(fā)泡珠粒由包含聚苯醚系樹脂和阻燃劑的基材樹脂構(gòu)成。[5]如[3]或[4]所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述基材樹脂還包含聚苯乙烯系樹脂。[6]如[3] [5]的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述基材樹脂還包含橡膠成分。[7]如[3] W]的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述基材樹脂包含40 94質(zhì)量％聚苯醚系樹脂、5 20質(zhì)量％阻燃劑和0. 3 10質(zhì)量％橡膠成分，剩余部分由聚苯乙烯系樹脂構(gòu)成。[8]如[3] [7]的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述阻燃劑為非鹵素系阻燃劑。[9]如[1] [8]的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，該發(fā)泡珠粒的獨立氣泡率為 50%以上。[10] 一種樹脂發(fā)泡成型體，其使用了 [1] [9]的任一項所述的發(fā)泡珠粒。[11] 一種成型體的制造方法，其包括以下工序浸滲工序，在二氧化碳氣氛下保持基材樹脂，使二氧化碳氣體浸滲至所述基材樹月旨，所述二氧化碳處于低于臨界壓力的高壓狀態(tài)，所述基材樹脂包含40 94質(zhì)量％聚苯醚系樹脂、5 20質(zhì)量％阻燃劑和0. 3 10質(zhì)量％橡膠成分，剩余部分由聚苯乙烯系樹脂構(gòu)成；發(fā)泡工序，對該浸滲有二氧化碳氣體的基材樹脂進行加熱，形成發(fā)泡珠粒；和成型工序，將該發(fā)泡珠粒填充到所期望的成型模具內(nèi)，再次加熱，從而得到成型體。[12]如[11]所述的成型體的制造方法，其中，該方法還包括加壓工序，在所述發(fā)泡工序與所述成型工序之間，在無機氣體氣氛下對所述發(fā)泡珠粒進行加壓處理。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種發(fā)泡珠粒和使用了該發(fā)泡珠粒的成型體，所述發(fā)泡珠粒在輕量化的同時具有優(yōu)異的阻燃性(該阻燃性甚至符合針對未發(fā)泡樹脂的燃燒標準 UL-94)，并且顯示出加工成成型體的優(yōu)異的成型加工性，同時也容易加工成微細、復(fù)雜的形狀。由本發(fā)明的發(fā)泡珠粒所得到的成型體具有優(yōu)異的耐熱性和阻燃性，目的在于即使在高溫環(huán)境下也能夠以良好的尺寸精度提供迄今為止無法以金屬和未發(fā)泡樹脂簡單實現(xiàn)的復(fù)雜形狀的制品和部件，例如大幅簡化的可裝配的電子裝置等裝置用的機架、汽車部件、 OA設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料。
具體實施方式
以下具體說明本發(fā)明。需要說明的是，本發(fā)明并不限定于以下實施方式，可以在其要點的范圍內(nèi)進行各種變形來實施。本發(fā)明的發(fā)泡珠粒的平均粒徑為0. 5 10mm，密度為0. 033 0. 80g/cc,并且，基于UL標準的UL-94垂直法OOmm垂直燃燒試驗)所測定的阻燃性為V-I以上(V-0或V-1)。發(fā)泡珠粒的平均粒徑為0. 5 10mm，優(yōu)選為0. 7 5mm。若平均粒徑超過10mm，則成型為具有復(fù)雜、微細的形狀的樹脂發(fā)泡成型體時，容易發(fā)生填充不良，難以成型。另一方面，若低于0. 5mm，則發(fā)泡劑容易從顆粒逸散，難以發(fā)泡。發(fā)泡珠粒的密度為0. 033 0. 80g/cc，優(yōu)選為0. 04 0. 67g/cc，更優(yōu)選為0. 05 0. 5g/cc。若發(fā)泡珠粒的密度超過0. 80g/cc，則無法滿足輕量化，而且難以成型為復(fù)雜、微細的形狀，此外成型時的熱量不足、難以成型。另一方面，若低于0.033g/cc，則無法滿足所期望的阻燃性。對發(fā)泡珠粒的發(fā)泡倍率沒有特別限定，優(yōu)選為1. 5 30cc/g，更優(yōu)選為2 20cc/ go若發(fā)泡倍率在1. 5 30cc/g的范圍，則具有容易在利用輕量化的優(yōu)點的同時、維持優(yōu)異的阻燃性的傾向。以多階段調(diào)整所期望的發(fā)泡倍率時，一次發(fā)泡倍率優(yōu)選為1. 4 lOcc/g。 在該范圍時，泡單元尺寸容易變得均勻，也容易賦予二次發(fā)泡能力。發(fā)泡珠粒的獨立氣泡率越高越好，優(yōu)選為50%以上，更優(yōu)選為60%以上。若獨立氣泡率為50%以上，則具有成為加工成成型體時的成型加工性更優(yōu)異的發(fā)泡珠粒的傾向。通常，發(fā)泡倍率越高則所含的空氣越多，從而難以實現(xiàn)阻燃性，但是本發(fā)明的發(fā)泡珠粒即使在發(fā)泡倍率高的情況下，基于UL標準的UL-94垂直法OOmm垂直燃燒試驗)所測定的阻燃性也滿足V-I以上。UL標準的UL-94垂直法OOmm垂直燃燒試驗)通常并非是用于樹脂發(fā)泡體的測定方法，而是用于與樹脂發(fā)泡體相比更容易賦予阻燃性的未發(fā)泡樹脂的阻燃性的指標的測定方法。具體地說，將特定大小的試驗片垂直地安裝到夾具上，利用20mm 火焰進行10秒鐘火焰接觸，通過該有焰燃燒持續(xù)時間、是否燃燒至固定用夾具的位置、有無燃燒落下物引起的棉花點燃等來判斷為￥-0、￥-1、￥-2、不合適。本發(fā)明的發(fā)泡珠粒通過使基于上述UL標準的UL-94垂直法QOmm垂直燃燒試驗) 測定的阻燃性滿足V-I以上，從而能夠作為代替材料用于以往主要使用未發(fā)泡的樹脂、金屬那樣的要求高阻燃性的部件中，能夠同時獲得阻燃性和輕量化、加工成成型體時優(yōu)異的成型加工性。本發(fā)明的發(fā)泡珠粒可以由基材樹脂構(gòu)成。基材樹脂可以包含熱塑性樹脂、熱固化性樹脂、阻燃劑、橡膠成分等。作為基材樹脂中所含的熱塑性樹脂，可以舉出聚乙烯、聚丙烯、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)等聚烯烴系樹脂；聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂、AS(丙烯腈-苯乙烯)樹脂、聚苯乙烯系樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚苯醚系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚縮醛系樹脂、聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、纖維素系樹脂；苯乙烯系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、1，2_聚丁二烯系、氟橡膠系等的熱塑性彈性體；聚酰胺系、聚縮醛系、聚酯系、氟系的熱塑性工程塑料；粉末橡膠等。它們可以單獨使用，也可以組合使用。另外在不損害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)可以使用經(jīng)改性、交聯(lián)的樹脂。另外，作為基材樹脂中所含的熱固化性樹脂，可以舉出酚系樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂等氨基系樹脂、不飽和聚酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂等。
其中，從提高阻燃性的方面考慮，優(yōu)選包含聚苯醚系樹脂或聚碳酸酯系樹脂的熱塑性樹脂。聚碳酸酯系樹脂優(yōu)選為由雙酚類和光氣(或者碳酸二苯酯)衍生的碳酸酯樹脂， 其特征在于具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和耐熱性。作為這樣的聚碳酸酯系樹脂，例如，由2， 2’ -雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)、2，2’ -雙(4-羥基苯基)丁烷(雙酚Β)、1，Γ -雙 (4-羥基苯基)乙烷、雙(4-羥基苯基)甲烷(雙酚F)、l，l-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷、 1，1_雙(4-羥基苯基)環(huán)戊烷、1，1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基甲烷、1，1_雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、1，2_雙(4-羥基苯基)乙烷等衍生的聚碳酸酯是適宜的。這些聚碳酸酯通常具有140 155°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。聚碳酸酯系樹脂可以與其他1種以上的樹脂混合，作為其例子，可以舉出聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、聚苯乙烯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、間規(guī)聚苯乙烯、聚苯醚、聚縮醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚芳酯、聚酰胺、聚酰亞胺或聚萘二甲酸乙二醇酯等。與其他樹脂混合時，從阻燃性的方面考慮，聚碳酸酯樹脂的含量優(yōu)選為50質(zhì)量％ 以上，更優(yōu)選為70質(zhì)量％以上。本說明書中，聚苯醚系樹脂是指下述通式(1)所示的聚合物。這里，通式(1)中， R1、! 2、R3和R4分別獨立地表示氫、鹵素、烷基、烷氧基、苯基、或在鹵素與通式(1)中的苯環(huán)之間具有至少2個碳原子的鹵代烷基或者鹵代烷氧基且不包含α-叔碳的基團。另外，η是表示聚合度的整數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)泡珠粒，其平均粒徑為0. 5mm 10mm， 密度為 0. 033g/cc 0. 80g/cc,并且，基于UL標準的UL-94垂直法、即20mm垂直燃燒試驗所測定的阻燃性為V-O或V-I。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)泡珠粒，其中，脂肪族烴系氣體的殘留濃度為1000體積ppm 以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)泡珠粒，其中，該發(fā)泡珠粒由包含聚苯醚系樹脂或聚碳酸酯系樹脂、以及阻燃劑的基材樹脂構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1 3的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，該發(fā)泡珠粒由包含聚苯醚系樹脂和阻燃劑的基材樹脂構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求3或4所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述基材樹脂還包含聚苯乙烯系樹脂。
6.如權(quán)利要求3 5的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述基材樹脂還包含橡膠成分。
7.如權(quán)利要求3 6的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述基材樹脂包含40質(zhì)量％ 94質(zhì)量％聚苯醚系樹脂、5質(zhì)量％ 20質(zhì)量％阻燃劑和0. 3質(zhì)量％ 10質(zhì)量％橡膠成分， 剩余部分由聚苯乙烯系樹脂構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求3 7的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，所述阻燃劑為非鹵素系阻燃劑。
9.如權(quán)利要求1 8的任一項所述的發(fā)泡珠粒，其中，該發(fā)泡珠粒的獨立氣泡率為 50%以上。
10.一種成型體，其使用了權(quán)利要求1 9的任一項所述的發(fā)泡珠粒。
11.一種成型體的制造方法，其包括以下工序浸滲工序，在二氧化碳氣氛下保持基材樹脂，使二氧化碳氣體浸滲至所述基材樹脂，所述二氧化碳處于低于臨界壓力的高壓狀態(tài)，所述基材樹脂包含40質(zhì)量％ 94質(zhì)量％聚苯醚系樹脂、5質(zhì)量％ 20質(zhì)量％阻燃劑和0. 3質(zhì)量％ 10質(zhì)量％橡膠成分，剩余部分由聚苯乙烯系樹脂構(gòu)成；發(fā)泡工序，對該浸滲有二氧化碳氣體的基材樹脂進行加熱，形成發(fā)泡珠粒；和成型工序，將該發(fā)泡珠粒填充到所期望的成型模具內(nèi)，再次加熱，從而得到成型體。
12.如權(quán)利要求11所述的成型體的制造方法，其中，該方法還包括加壓工序，在所述發(fā)泡工序與所述成型發(fā)泡工序之間，在無機氣體氣氛下對所述發(fā)泡珠粒進行加壓處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)泡珠粒，其平均粒徑為0.5～10mm，密度為0.033～0.80g/cc，并且，基于UL標準的UL-94垂直法(20mm垂直燃燒試驗)所測定的阻燃性為V-0或V-1。
文檔編號B29C67/20GK102471517SQ201080035320
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者原田圣一朗, 大木裕美子, 石井忠幸, 藤沢剛士, 高石彰一 申請人:旭化成化學(xué)株式會社