(57)【要約】【課題】多量のノンハロゲン系難燃剤を配合することができ、十分な難燃性が得られ、しかも機械特性、柔軟性、加工性、接着性に優れ、軟質塩化ビニル樹脂組成物の代替品として有用な熱可塑性エラストマー組成物を得ることにある。【解決手段】本発明の熱可塑性エラストマーは、ポリプロピレン（ＰＰ）とスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＳＢＲ）を含むものである。両者の混合割合は、ＰＰが１０〜３０重量部、ＳＢＲまたはＨＳＢＲが７０〜９０重量部とされる。また、両者の溶融粘度を１０００〜３０００Ｐａ・Ｓとし、溶融時の分散を高め、ＳＢＲまたはＨＳＢＲをＰＰのマトリックス中に微分散することが好ましい。水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物またメラミンシアヌレートをノンハロゲン系難燃剤として配合し、高い難燃性を得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融粘度１０００〜３０００Ｐａ・Ｓのポリプロピレン１０〜３０重量部と、溶融粘度１０００〜３０００Ｐａ・Ｓ、ショアＡ硬度４０以下のスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体７０〜９０重量部を含むことを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項２】
ポリプロピレンからなるマトリックス中にスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体が微分散していることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項３】
スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体の分散粒子の平均粒径が５μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項４】
引っ張り破断強度１０ＭＰａ以上、破断伸び３５０％以上、加熱変形率（１５０℃、１ｋｇ）６０％以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の金属水酸化物または平均粒子径５μｍ以下のメラミンシアヌレートの１種以上を２００重量部以下配合し、引っ張り破断強度１０ＭＰａ以上、破断伸び３５０％以上、加熱変形率（１５０℃、１ｋｇ）５０％以下で、難燃性がＵＬ規格のＶ−０に合格することを特徴とする難燃化熱可塑性エラストマー組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、強靱性、柔軟性、耐熱性、難燃性などに優れた熱可塑性エラストマー組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の内装材、建材、日用品などに軟質塩化ビニル樹脂組成物が広く使用されてきた。軟質塩化ビニル樹脂組成物は、安価で加工性に優れ、可塑剤の添加量により柔軟性を自在に変化させることができ、さらには自己消火性で、機械特性も比較的良好であるなどの利点がある。
【０００３】
しかし、この軟質塩化ビニル樹脂組成物においては、可塑剤の移行に起因するそれ自体の脆化や周辺部位の汚染の問題がある。また、ハロゲンである塩素を含むことからこれを焼却処分する際に、有害なダイオキシンなどの有機塩素化合物が発生する。さらに、安定剤として環境汚染の恐れがある鉛化合物を使用することもあるなどの不都合も多い。
【０００４】
このため、このような軟質塩化ビニル樹脂組成物の代替品として、エチレン・プロピレンゴム−ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを用いることが提案されている。このエチレン・プロピレンゴム−ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーには、エチレン・プロピレンゴム成分を架橋しない非架橋タイプと、耐熱性、耐油性の改良を目的として動的架橋（高剪断速度で混練りしながら架橋剤で架橋する方法）などのよりエチレン・プロピレンゴム成分を架橋した架橋タイプとがある。
【０００５】
しかし、このエチレン・プロピレンゴム−ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーにあっては、これに水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどのノンハロゲン系難燃剤を配合して難燃性を得ようとした場合には、難燃効果が得られにくく、多量のノンハロゲン系難燃剤を配合しなければならない欠点がある。水酸化マグネシウムなどのノンハロゲン系難燃剤を多量に配合すると、引っ張り強度、伸び、加工性等が大きく低下し、実用性に乏しい。
また、エチレン・プロピレンゴム−ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーは、接着性がほとんどないため、他の材料と接着する用途にも使用しづらい問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３０２１１２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２８６５８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、ノンハロゲン系難燃剤を多量に配合することができ、十分な難燃性が得られ、しかも機械特性、柔軟性、加工性、接着性に優れ、従来の軟質塩化ビニル樹脂組成物の代替品として有用に使用できる熱可塑性エラストマー組成物を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、溶融粘度１０００〜３０００Ｐａ・Ｓのポリプロピレン１０〜３０重量部と、溶融粘度１０００〜３０００Ｐａ・Ｓ、ショアＡ硬度４０以下のスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体を７０〜９０重量部を含むことを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物である。
【０００９】
請求項２にかかる発明は、ポリプロピレンからなるマトリックス中にスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体が微分散していることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性エラストマー組成物である。
請求項３にかかる発明は、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体の分散粒子の平均粒径が５μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の熱可塑性エラストマー組成物である。
【００１０】
請求項４にかかる発明は、引っ張り破断強度１０ＭＰａ以上、破断伸び３５０％以上、加熱変形率（１５０℃、１ｋｇ）６０％以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物である。
【００１１】
請求項５にかかる発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の金属水酸化物または平均粒子径５μｍ以下のメラミンシアヌレートの１種以上を２００重量部以下配合し、引っ張り破断強度１０ＭＰａ以上、破断伸び３５０％以上、加熱変形率（１５０℃、１ｋｇ）５０％以下で、難燃性がＵＬ規格のＶ−０に合格することを特徴とする難燃化熱可塑性エラストマー組成物である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、ポリプロピレン（ＰＰ）と、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＳＢＲ）を含むものである。
【００１３】
ここでのポリプロピレンとしては、プロピレンモノマーのみからなるホモポリマーに限られず、エチレン、１−ブテンなどの他のα−オレフィンをコモノマーとするブロックコポリマーまたはランダムコポリマーも用いられる。コポリマーの場合のコモノマーの共重合量は５ｗｔ％以内とされる。
【００１４】
そして、このポリプロピレンには、溶融粘度が１０００〜３０００Ｐａ・Ｓであるものが用いられる。本発明での溶融粘度は、温度１８０℃、剪断速度１２２ｓｅｃ−１の条件で高化式フローメータにより測定された値を言うものとする。
溶融粘度が１０００Ｐａ・Ｓ〜３０００Ｐａ・Ｓ以外では混練りが不良となり得られる組成物の強度、伸びが低下する。
【００１５】
また、ポリプロピレンとして、その融点が１２０℃以上であるものを採用することが、得られる熱可塑性エラストマー組成物の耐熱性、機械特性等が良好となって好ましい。
このポリプロピレンは、得られる熱可塑性エラストマー組成物の機械特性、耐熱性を主に担うものである。
【００１６】
本発明で用いられるスチレン−ブタジエン共重合体は、スチレンとブタジエンとをランダム共重合した合成ゴムの１種であり、スチレン含量５〜２０ｗｔ％の比較的ゴム弾性の高いものを使用することが好ましい。
また、水素添加スチレン−ブタジエン共重合体は、上述のスチレン−ブタジエン共重合体のブタジエンの二重結合の一部または全部に水素を結合し、飽和結合としたものであり、二重結合の減少により耐オゾン性、耐油性、耐候性などが改善されたものである。
【００１７】
このスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体には、その溶融粘度が１０００〜３０００Ｐａ・Ｓの範囲のものが選ばれる。これは、ポリプロピレンと同一範囲の溶融粘度とすることで、両者の混練時の相互の分散が良好となり、双方の特性が同時に十分に発揮されるためである。
【００１８】
また、このスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体には、そのショアＡ硬度が４０以下、好ましくは３０〜４０のものが用いられる必要がある。これは、そのショアＡ硬度が４０を越えると、得られる熱可塑性エラストマー組成物に対して十分な柔軟性を付与することができなくなるためである。
【００１９】
ポリプロピレンとスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体との混合割合は、ポリプロピレン１０〜３０重量部に対してスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体７０〜９０重量部とされる。ポリプロピレンが１０重量部未満では得られる熱可塑性エラストマー組成物の機械特性、耐熱性等が不足し、３０重量部を越えると柔軟性が不足する。
この時、スチレン−ブタジエン共重合体と水素添加スチレン−ブタジエン共重合体とのいずれか一方または両方を使用することができ、両者を使用する際にはその混合物の配合量を７０〜９０重量部とすることになる。
【００２０】
このスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体は、架橋されていてもよく、この架橋にはジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、イオウ系加硫剤などの架橋剤を用いることができる。この架橋により、得られる熱可塑性エラストマー組成物の耐熱性、耐溶剤性、耐油性等が向上する。
【００２１】
また、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体は、ポリプロピレンをマトリックスとして、このマトリックス中に微分散していることが好ましい。スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体からなる分散粒子の径は、５μｍ以下とされ、その粒径が小さいほど微分散が良好となる。
【００２２】
このようにスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体を微分散するには、これの溶融粘度に近い溶融粘度を有するポリプロピレンを選択、使用し、混練に二軸押出機、バンバリーミキサなどの高剪断力が作用する混練機を用いることで可能になる。
【００２３】
このようにスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体をポリプロピレンからなるマトリックス中に微分散させることで、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体とポリプロピレンとの相溶性が高められ、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体の柔軟性が十分に発揮され、得られる熱可塑性エラストマー組成物の柔軟性、加工性、機械特性等が高いものとなる。
【００２４】
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、その使用用途などから、その引っ張り破断強度が１０ＭＰａ以上、破断伸びが３５０％以上、加熱変形率（１５０℃、１ｋｇ）６０％以下である特性を有していることが好ましい。この条件を満たさないものは機械強度、柔軟性、耐熱性、耐摩耗性などが不足し、実用性に欠けるものとなる。
【００２５】
さらに、本発明の熱可塑性エラストマー組成物では、ノンハロゲン系難燃剤を配合して難燃性を付与することができる。ここで使用されるノンハロゲン系難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムなどの金属水酸化物またはメラミンシアヌレートの１種また２種以上の混合物が挙げられる。
【００２６】
金属水酸化物としては、その平均粒子径が２μｍ以下のものが選択され、メラミンシアヌレートとしては、その平均粒子径が５μｍ以下のものが選択される。また、この金属水酸化物またはメラミンシアヌレートには、樹脂分との親和性を高めるため、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ステアリン酸などの脂肪酸などを用いて予め表面処理を施しておくことが好ましい。
【００２７】
スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体は、これらノンハロゲン系難燃剤との分散性が良く、多量の難燃剤を充填できる。このため、得られる熱可塑性エラストマー組成物では、高い難燃性を得ることができるとともに難燃剤の多量配合に起因する機械特性等の低下が小さいものとなる。
【００２８】
ノンハロゲン系難燃剤の配合量は、要求される難燃性に左右されるが、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体とポリプロピレンとの合計量１００重量部に対して、２００重量部以下、好ましくは    〜２００重量部の範囲とされる。
【００２９】
そして、得られる熱可塑性エラストマー組成物がＵＬ規格のＶ−０の燃焼試験に合格する（試料厚さ１ｍｍ）程度の難燃性を有し、かつ引っ張り破断強度が１０ＭＰａ以上、破断伸びが３５０％以上、加熱変形率（１５０℃、１ｋｇ）が５０％以下である特性を有していることが好ましい。ノンハロゲン系難燃剤の配合量が２００重量部を越えると、熱可塑性エラストマー組成物の機械特性等が大幅に低下して不都合となる。
【００３０】
また、金属水酸化物またはメラミンシアヌレートは、予めスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体に混合し、これに分散しておくことが好ましいが、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体とポリプロピレンとを混合する際にこれに金属水酸化物またはメラミンシアヌレートを加えて、同時に混練りすることもできる。但し、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体を架橋する場合には、架橋前のものに予め金属水酸化物またはメラミンシアヌレートを混練りしておくことがよい。
【００３１】
さらに、ポリプロピレンに有効な難燃剤を予め混練りしておき、ついでこれらの混練物をまとめて再度混練りする方法を採用することもでき、この方法によれば、高い難燃性を比較的少量の難燃剤の配合で得ることができる。
【００３２】
本発明の熱可塑性エラストマー組成物では、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体およびノンハロゲン系難燃剤以外に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、帯電防止剤、着色剤などの添加剤を適宜配合することができる。
【００３３】
このような熱可塑性エラストマー組成物にあっては、ポリプロピレンとスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体を用いているので、機械的強度、柔軟性、加工性、耐熱性、耐摩耗性、接着性等の特性が優れたものとなる。また、金属水酸化物またはメラミンシアヌレートのノンハロゲン系難燃剤を多量に配合でき、高い難燃性が得られるとともに、難燃剤の多量配合に起因する特性低下も少ないものとなる。
このため、この熱可塑性エラストマー組成物は、従来の軟質塩化ビニル樹脂組成物の代替品として有用であり、軟質塩化ビニル樹脂組成物の持つ欠点を解消したものとなる。
【００３４】
以下、具体例を示す。
表１ないし表３に示す配合組成（重量部）の熱可塑性エラストマー組成物を用意し、これを二軸押出機により高剪断力をかけて混練りし、水素添加スチレン−ブタジエン共重合体を微分散させ、ついで押出成形してシート状試験片を作製した。
【００３５】
この試験片について、ＪＩＳ  Ｃ  ３００５に準じて、引っ張り破断強度、破断伸び、加熱変形率（１５０℃、１ｋｇ）を測定した。また、ショアＡ硬度、但し表３のものではショア硬度Ｄを測定した。さらに、ＵＬ規格のＶ−０の燃焼試験を試料厚さ１ｍｍで行い、その合格の有無を判定した。
結果を表１ないし表３に示す。
表３において、Ｖ−０の難燃性を達成した時は、引っ張り強度が１０ＭＰａ以上、破断伸びが３５０％以上、ショア硬度Ｄが４５以下、加熱変形率が４０％以下が合格基準である。
【００３６】
表１ないし表３において、
ＰＰ１：ホモポリプロピレン、メルトフローレイト１（ｇ／１０分）、ショアＤ硬度６６、溶融粘度１５００Ｐａ・Ｓ
ＰＰ２：ホモポリプロピレン、メルトフローレイト５（ｇ／１０分）、ショアＤ硬度６５、溶融粘度８００Ｐａ・Ｓ
ＰＰ３：ホモポリプロピレン、メルトフローレイト０．１（ｇ／１０分）、ショアＤ硬度６７、溶融粘度３３００Ｐａ・Ｓ
【００３７】
ＨＳＢＲ：水素添加スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン含量１０ｗｔ％、メルトフローレイト３．０（ｇ／１０分）、ショアＡ硬度４０、溶融粘度２０００Ｐａ・Ｓ
水酸化マグネシウム：平均粒子径１．２μｍ、シランカップリング剤で表面処理したもの
メラミンシアヌレート：平均粒子径３μｍ、シランカップリング剤で表面処理したもの
【００３８】
【表１】
2004224888.tif 000002
【００３９】
【表２】
2004224888.tif 000003
【００４０】
【表３】
2004224888.tif 000004
【００４１】
表１ないし表３の結果から、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、引っ張り強度、伸び、硬度、加熱変形性などの機械特性が高いものであることがわかる。また、水酸化マグネシウムの配合により良好な難燃性が得られると同時にこれの配合による機械特性の低下が少ないことが分かる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱可塑性エラストマー組成物によれば、ポリプロピレンとスチレン−ブタジエン共重合体または水素添加スチレン−ブタジエン共重合体を用いているので、柔軟性、加工性、耐熱性、耐摩耗性、接着性等の特性が優れたものとなる。また、金属水酸化物などのノンハロゲン系難燃剤を多量に配合でき、高い難燃性が得られるとともに、難燃剤の配合に起因する特性低下も少ないものが得られる。
このため、この熱可塑性エラストマー組成物は、従来の軟質塩化ビニル樹脂組成物の代替品として有用である。