CN101445631A - 无卤素树脂组合物,绝缘电线,和线束 - Google Patents
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Abstract
本发明提供无卤素树脂组合物，由该无卤素树脂组合物形成的绝缘电线，和包括该绝缘电线的线束。该无卤素树脂组合物包含：(A)100重量份的主剂，它含有50－75wt％的聚丙烯，20－40wt％的丙烯－α－烯烃共聚物，和5－10wt％的低密度聚乙烯；(B)50－100重量份的金属氢氧化物；(C)3－5重量份的酚类抗氧化剂；和(D)0.5－2重量份的含肼的金属捕捉剂。该无卤素树脂组合物显示出优异的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性，即使它在其中含有无机阻燃剂。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年11月28日申请的日本专利申请No.2007-307333的优先权，其公开内容作为整体特意引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及无卤素树脂组合物，具有导线和设置在导线周围上且由该无卤素树脂组合物形成的绝缘层的绝缘电线，和包含该绝缘电线的线束。
背景技术
通常，布置在车辆中的绝缘电线已经通过在铜线上覆盖包含作为主剂(base resin)组分的聚氯乙烯树脂的树脂组合物来制备。这一树脂组合物通常被称作“PCV树脂组合物”。由于聚氯乙烯树脂是自熄材料，它实现了高水平的阻燃性能。另外，聚氯乙烯的硬度能够通过向其中添加增塑剂来容易地控制。此外，聚氯乙烯树脂实现了高水平的耐磨性。同时，不利的是聚氯乙烯树脂在其焚烧过程中或之后可产生有害的或有毒的卤素气体，因此对环境有坏的影响。
为了克服前面提到的缺点，已经对聚烯烃基的无卤素树脂组合物进行了深入研究和开发。日本专利申请公开No.2003-313377，2007-56204和2007-63343涉及此类含聚烯烃的无卤素树脂组合物。在此类含聚烯烃的无卤素树脂组合物中，通过向其中添加无机阻燃组分如金属氢氧化物而增强阻燃性能。
然而，为了实现所需水平的阻燃性能，无机阻燃组分应该以大量添加到无卤素树脂组合物中。在这种情况下，在树脂组合物中所含的阻燃组分通常对最终的无卤素树脂组合物的机械性能如耐磨性，柔性，耐热性等施加负面影响。
目前，为了制备绝缘电线，导线通常被无卤素树脂组合物所覆盖。然而，通常在线束中，以上绝缘电线(它的导线被无卤素树脂组合物覆盖)与绝缘电线(它的导线被普通的PCV树脂组合物覆盖)一起使用。多数情况可能是两种不同的绝缘电线捆在一起。在这种情况下遇到问题：随着时间的推移，在PCV组合物中所含的增塑剂通常从由PCV组合物形成的绝缘层迁移到由无卤素树脂组合物形成的绝缘层，因此引起长期耐热性显著地降低或恶化。
提供本发明以解决上述问题。换句话说，本发明提供包含无机阻燃剂且实现显著地提高水平的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性的无卤素树脂组合物。同时，本发明提供具有导线和设置在导线周围且由上述根据本发明的无卤素树脂组合物形成的绝缘层的绝缘电线，和包含至少一种根据本发明的绝缘电线的线束。
发明内容
在一个方面，本发明提供无卤素树脂组合物，包含：(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；(B)50-100重量份的金属氢氧化物；(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；和(D)0.5-2重量份的含肼的金属捕捉剂。
在另一个方面，本发明提供无卤素树脂组合物，包含：(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；(B)50-100重量份的金属氢氧化物；(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；(D)0.1-1.0重量份的含水杨酸的金属捕捉剂；(E)3-5重量份的含肼的金属捕捉剂；和(F)1-10重量份的金属氧化物。
在仍然另一个方面，本发明提供绝缘电线，包含：导线，和设置在导线周围且由如上所述的无卤素树脂组合物形成的绝缘层。
在仍然另一个方面，本发明提供包含多根的绝缘电线的线束，这些绝缘电线是捆在一起的并且包括至少一根如上所述的绝缘电线。
具体实施方式
根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物在下面进一步详细描述。根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物包含(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；(B)50-100重量份的金属氢氧化物；(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；和(D)0.5-2重量份的含肼的金属捕捉剂，基于主剂的总重量份。
作为聚丙烯树脂，可以使用丙烯均聚物。聚丙烯树脂通常实现高水平的机械性能如拉伸性能和耐磨性，和耐化学性。
可用于本发明中的丙烯-α-烯烃共聚物(即，丙烯和α-烯烃的共聚物)组分包括但不限于，1-丁烯，1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，1-己烯，1-辛烯，1-癸烯，1-十二碳烯，或它们的组合。
可用于本发明中的丙烯-α-烯烃共聚物包括，但不限于，丙烯和1-丁烯的无规共聚物，丙烯和1-己烯的无规共聚物，或它们的组合。
可用于本发明中的低密度聚乙烯树脂包括，但不限于，无规支化的聚乙烯。在优选的实施方案中，可以使用具有0.910到0.930的密度的低密度聚乙烯树脂。低密度聚乙烯树脂与线性高密度聚乙烯树脂相比，实现低水平的硬度。
主剂含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯树脂。如果聚丙烯树脂以低于50wt％的量存在，则无法赋予最终无卤素树脂组合物以足够的耐磨性(参见对比实施例A-1等)。相反，如果聚丙烯树脂以大于75wt％的量存在，则无卤素树脂组合物的柔性降低(参见对比实施例A-20)。此外，如果聚丙烯组分以低于50wt％的量存在，则丙烯-α-烯烃共聚物或低密度聚乙烯树脂任一种将以超出所希望范围的量存在。另外，如果丙烯-α-烯烃共聚物以低于20wt％的量存在，则最终无卤素树脂组合物的柔性降低(参见对比实施例A-21等)。如果丙烯-α-烯烃共聚物以大于40wt％的量存在，则最终的无卤素树脂组合物的耐磨性降低(参见对比实施例A-22等)。此外，如果低密度聚乙烯树脂以低于5wt％的量存在，则无卤素树脂组合物的耐磨性降低(参见对比实施例A-23等)。相反，如果低密度聚乙烯树脂以大于10wt％的量存在，无卤素树脂组合物的柔性降低(参见对比实施例A-24等)。
将金属氢氧化物添加到无卤素树脂组合物中，从而赋予其阻燃性能。可用于本发明中的金属氢氧化物包括但不限于，氢氧化镁，氢氧化铝，三氧化二锑，五氧化二锑，硼酸锌，或它们的组合。
金属氢氧化物以50-100重量份的量存在，基于所使用的100重量份主剂。如果金属氢氧化物以低于50重量份的量存在，则无法赋予最终的无卤素树脂组合物以足够的阻燃性能(参见对比实施例A-25)。相反，如果金属氢氧化物以大于100重量份的量存在，则阻燃性能没有与它的增加的剂量成比例地增强，且拉伸性能(即，拉伸伸长)和长期耐热性将降低(参见对比实施例A-26)。
可用于本发明中的酚类抗氧化剂包括但不限于，
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，
四[亚甲基-3-(3′，5′-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷，
3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八烷基酯，
3，9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1，1-二甲基乙基}-2，4，8，10-四氧杂螺[5，5]十一烷，
1，3，5-三2[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基]乙基异氰酸酯，
1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯，
三(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯，
1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)异氰脲酸酯，
季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]，
三乙二醇-N-双-3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟苯基)丙酸酯，
1，6-已烷二醇双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]，
2，2-硫代双-二亚乙基双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]，
2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，
2，2′-亚甲基双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)，
2，2′-亚甲基双-(4，6-二叔丁基苯酚)，
2，2′-亚乙基-双-(4，6-二-叔丁基苯酚)(Cheminox 1129)，
2，2′-亚丁基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，
4，4′-亚丁基-双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)，
2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯，
2，4-二-叔戊基-6-[1-(3，5-二-叔戊基-2-羟苯基)乙基]苯基丙烯酸酯，生育酚，或它们的组合。可用于本发明中的生育酚包括，但不限于，α-生育酚(即，5，7，8-三甲基母育酚)，β-生育酚(即，5，8-二甲基母育酚)，γ-生育酚(即，7，8-二甲基母育酚)，δ-生育酚(即，8-甲基母育酚)或它们的组合。
酚类抗氧化剂以基于所使用的100重量份主剂的3-5重量份的量存在。如果酚类抗氧化剂以低于3重量份的量存在，则所希望的长期耐热性将无法实现(参见对比实施例A-27)。相反地，如果酚类抗氧化剂以大于5重量份的量存在，则长期耐热性无法与其增加的剂量成比例地增强，以及发生无卤素树脂组合物的渗移(bleeding)(参见对比实施例A-28)。
可用于本发明中的含肼的金属捕捉剂包括，但不限于，
2-乙氧基-2′-乙基-N，N′-草酰二苯胺，
5-叔丁基-2-乙氧基-2′-乙基-N，N′-草酰二苯胺，
N，N-二乙基-N′，N′-二苯基草酰胺，
N，N′-二乙基-N，N′-二苯基草酰胺，
草酸-双(亚苄基酰肼)，硫代二丙酸-双(亚苄基酰肼)，
间苯二甲酸-双(2-苯氧基丙酰基酰肼)，
双(水杨酰基肼)，
N-亚水杨基-N′-水杨酰基腙，
2′，3-双{[3-(3，5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酰基]}丙酰肼(propionohydrazide)，或它们的组合。
含肼的金属捕捉剂以基于所使用的100重量份主剂的0.5-2重量份的量添加。如果含肼的金属捕捉剂以低于0.5重量份的量存在，则无法赋予最终的无卤素树脂组合物以足够的长期耐热性(参见对比实施例A-29)。相反，如果含肼的金属捕捉剂以大于2重量份的量存在，则长期耐热性无法与其增加的剂量成比例地增强，以及发生无卤素树脂组合物的渗移(参见对比实施例A-30)。
前面提到的无卤素树脂组合物以如上所述的预定组合比率进行共混。根据本发明的无卤素树脂组合物通过向其中添加丙烯-α-烯烃共聚物来显示增强的柔性；还通过向其中添加低密度聚乙烯树脂来实现增强的耐磨性；通过向其中添加金属氢氧化物来实现增强的阻燃性能；且通过向其中添加酚类抗氧化剂和含肼的金属捕捉剂来实现增强的长期耐热性。
此外，由于根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物在其中不含卤素组分，它在焚烧过程中或之后不会产生任何含卤素气体。同时，根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物是未交联的，它能够容易地再循环利用。而且，根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物可以进一步包括不会负面影响本发明的固有效果的着色剂，润滑剂，抗静电剂，发泡剂等，或它们的组合。
根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物通常是通过共混和捏合前述组分来制备。根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物的制备可以根据普通技术来进行。例如，根据本发明的实施方案的无卤素树脂组合物是通过预先用高速混合机将前述的组分共混、和随后利用普通混合器如单螺杆挤出机，双螺杆挤出机，捏合机，辊磨机等捏合由此所获得的组合物而制备。
其后，更详细地举例说明覆盖了根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物的绝缘电线和具有该绝缘电线布置在其中的线束。该绝缘电线包括，但不限于，单线，扁线，屏蔽线等。绝缘电线包含被根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物形成的绝缘材料包围的导线。导线由金属材料如铜、铝等制成，且通常是线形的。在这种情况下，作为导线可以使用单根长丝或多根长丝。此外，附加的绝缘材料插入在导线和绝缘材料之间。
为了制备绝缘电线，可利用已知的各种技术将无卤素树脂组合物施涂在导线上。例如可以使用普通的挤塑装置。可用于本发明中的挤出机可以是单螺杆挤出机，它包括具有20mm-90mm的直径φ和10-40的L/D的机筒，并且进一步包括螺杆，多孔板，十字头，分配器，接头(nipple)，和口模。将无卤素树脂组合物进料到单螺杆挤出机中，所述挤出机设定在可使无卤素树脂组合物熔融的所需温度下。进料到挤出机中的无卤素树脂组合物和通过使用螺杆被熔融和捏合，然后经由多孔板以所需量进料到十字头中。熔融的无卤素树脂组合物利用分配器流入到接头的周围，并由口模挤出，由此得到绝缘电线，该绝缘电线的导线在周围被无卤素树脂组合物包围。
其后，将多根的绝缘电线捆在一起，由此得到线束。连接器接合到绝缘电线的末端。连接器包含，例如，通常通过折叠金属板所形成的末端部件(fitting)，且连接器外套由合成树脂形成。末端部件是电连接到导线，并且被接收在连接器外套中。该连接器嵌入在其它电气装置中形成的其它连接器之中。将线束进行构型以输送电力和/或控制信号到电器。
根据本发明，由于无卤素树脂组合物包含100重量份的主剂，该主剂包括50-75wt％的聚丙烯基树脂、20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物和5-10wt％的低密度聚乙烯；50-100重量份的金属氢氧化物；3-5重量份的酚类抗氧化剂；和5-20重量份的含肼的金属捕捉剂，基于所使用的100重量份主剂，所以机械性能如耐磨性、阻燃性能、柔性和长期耐热性能够显著地增强。
此外，由于根据本发明的绝缘电线包括被根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物所形成的绝缘材料包围的导线，所以该绝缘电线维持优异的机械性能如耐磨性、阻燃性能、柔性和长期耐热性。
根据本发明的线束包括至少一种如上所述的绝缘电线。因此，线束维持优异的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性。
根据本发明的第二实施方案的无卤素树脂组合物在下面更详细地描述。根据本发明的第二实施方案的无卤素树脂组合物包含(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；(B)50-100重量份的金属氢氧化物；(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；(D)0.1-1.0重量份的含水杨酸的金属捕捉剂；(E)3-5重量份的含肼的金属捕捉剂；和(F)1-10重量份的金属氧化物。
在根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物与根据本发明的第二实施方案的无卤素树脂组合物之间无实质差异的原因在于使用包含聚丙烯树脂、丙烯-α-烯烃共聚物、和低密度聚乙烯树脂的主剂，金属氢氧化物，和酚类抗氧化剂。因此，对于本发明的第二实施方案，在以上根据本发明的第一实施方案所述的的相同组分将缩写，但这些组分的剂量除外。
该主剂由50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯树脂组成。如果丙烯基树脂以低于50wt％的量存在，则无法赋予最终的无卤素树脂组合物以足够的磨损性能(参见对比实施例B-12，和B-16)。相反，如果丙烯基树脂以大于75wt％的量存在，则最终的树脂组合物的柔性降低(参见对比实施例B-15)。此外，如果聚丙烯树脂以低于50wt％的量存在，则丙烯-α-烯烃共聚物或低密度聚乙烯树脂中的任一种将超过其所希望的范围。另外，如果该丙烯-α-烯烃共聚物以低于20wt％的量存在，则最终的树脂组合物的柔性将降低(参见对比实施例B-17)。如果丙烯-α-烯烃共聚物以大于40wt％的量存在，则最终的无卤素树脂组合物的耐磨性将降低(参见对比实施例B-18)。此外，如果低密度聚乙烯以低于5wt％或大于10wt％的量存在，则最终的无卤素树脂组合物的耐磨性将降低(参见对比实施例B-19和20)。
金属氢氧化物以50-100重量份的量存在，基于所使用的100重量份主剂。如果金属氢氧化物以低于50重量份的量存在，则无法赋予最终的无卤素树脂组合物以足够的阻燃性能(参见对比实施例B-1)。相反，如果金属氢氧化物以大于100重量份的量存在，则阻燃性能无法与其增加的剂量成比例地增强。同时，拉伸性能和长期耐热性也降低(参见对比实施例B-2)。
酚类抗氧化剂以基于所使用的100重量份主剂的3-5重量份的量存在。如果该酚类抗氧化剂以低于3重量份的量存在，则无法赋予最终的无卤素树脂组合物以所需长期耐热性(参见对比实施例B-4)。相反，如果酚类抗氧化剂以大于5重量份的量存在，长期耐热性无法与它的增加的剂量成比例地增强。另外，树脂组合物将渗移遍及它的表面(参见对比实施例B-5)。
可用于本发明中的含水杨酸的金属捕捉剂包括，但不限于，
N，N′-二亚水杨基-乙二胺，
N，N′-二亚水杨基-1，2-丙二胺，
N，N′-二亚水杨基-N′-甲基-二亚丙基三胺，
3-(N-水杨酰基)氨基-1，2，4-三唑，
十亚甲基二羧酸-双(N′-水杨酰基肼)，或它们的组合。
含水杨酸的金属捕捉剂以0.1-1.0重量份的量存在，基于所使用的100重量份主剂。如果含水杨酸的金属捕捉剂以低于0.1重量份的量存在，则长期耐热性无法实现(参见对比实施例B-6)。相反，如果含水杨酸的金属捕捉剂以大于1.0重量份的量存在，则长期耐热性无法与水杨酸基的金属捕捉剂的增加的剂量成比例增强。另外，拉伸性能将降低(参见对比实施例B-7)。
含肼的金属捕捉剂以3-5重量份的量存在，基于所使用的100重量份主剂。如果含肼的金属捕捉剂以低于3重量份的量存在，无法赋予最终的无卤素树脂组合物以足够的长期耐热性(参见对比实施例B-8)。相反，如果含肼的金属捕捉剂以大于5重量份的量存在，长期热稳定性无法与含肼的金属捕捉剂的增加的剂量成比例地增强。另外，无卤素树脂组合物在它上面渗移(参见对比实施例B-9)。
可用于本发明中的金属氧化物包括但不限于，氧化锌，氧化镁，氧化铝，或它们的组合。
金属氧化物以1-10重量份的量存在，基于所使用的100重量份主剂。如果金属氧化物以低于1重量份的量存在，则长期耐热性将降低(参见对比实施例B-10)。相反，金属氧化物以大于10重量份的量存在，则长期耐热性和拉伸性能将降低(参见对比实施例B-11)。
根据本发明的第二实施方案的无卤素树脂组合物含有丙烯-α-烯烃共聚物从而赋予该组合物以良好柔性；含有低密度聚乙烯树脂从而赋予该组合物以良好耐磨性；含有金属氢氧化物从而赋予组合物以良好阻燃性能；以及含有酚类抗氧化剂、含水杨酸的金属捕捉剂和含肼的金属捕捉剂从而赋予该组合物以良好的长期耐热性，尤其是在具有由根据本发明的第二实施方案的无卤素树脂组合物形成的绝缘层的绝缘电线与具有由PCV树脂组合物形成的绝缘层的绝缘电线一起使用的情况下。更详细地说，当具有由除根据本发明的上述无卤素树脂组合物以外的无卤素树脂组合物形成的绝缘层的普通绝缘电线与具有由PCV树脂组合物形成的绝缘层的绝缘电线一起使用时，该PCV树脂组合物所含的增塑剂通常从PCV树脂组合物迁移到无卤素树脂组合物。由于这一现象，具有由普通无卤素树脂组合物形成的绝缘层的绝缘电线的长期耐热性严重恶化。然而，在使用根据本发明的无卤素树脂组合物的情况下，由于前述抗氧化剂、金属捕捉剂和金属氧化物的存在，将防止从PCV树脂组合物迁移到无卤素树脂组合物的该增塑剂不利地影响由无卤素树脂组合物形成的绝缘层的长期耐热性。
此外，由于根据本发明的这一实施方案的无卤素树脂组合物从来在其中根本不含卤素组分，因此它在焚烧过程中或之后不会产生含卤素气体。而且，因为根据本发明的这一实施方案的无卤素树脂组合物不是交联的，它能够容易地再循环利用。同时，根据本发明的这一实施方案的无卤素树脂组合物可以进一步包括不会负面影响本发明的固有效果的着色剂，润滑剂，抗静电剂，发泡剂，或它们的组合。
根据本发明的这一实施方案，由于无卤素树脂组合物包含(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；(B)50-100重量份的金属氢氧化物；(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；(D)0.1-1.0重量份的含水杨酸的金属捕捉剂；(E)3-5重量份的含肼的金属捕捉剂；和(F)1-10重量份的金属氧化物，机械性能如耐磨性、阻燃性能、柔性和长期耐热性显著地增强。进一步，根据本发明的这一实施方案的无卤素树脂组合物保持优异的长期耐热性，即使它与PCV树脂组合物长时间保持接触。
在绝缘电线包括导线，和被设置在导线周围且由根据本发明的第二实施方案的无卤素树脂组合物形成的绝缘层的情况下，该绝缘电线将保持优异的机械性能如耐磨性、阻燃性能、柔性和长期耐热性。同时，该绝缘电线能够维持优异的长期耐热性，即使它与具有由PCV树脂组合物形成的绝缘覆盖的其它绝缘电线长时间捆扎。结果，绝缘电线能够长时间保持稳定。
根据本发明的这一实施方案的线束包括多根的电线、尤其是其中的绝缘电线和至少一根如上所述的绝缘电线。因此，该线束维持优异的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性。此外，其中根据本发明的绝缘电线和具有由PCV树脂组合物形成的绝缘覆盖的其它绝缘电线捆在一起的线束也保持优异的长期耐热性。
在这里使用的单数形式“a”、“an”和“the”包括复数指示物，除非本文另外清楚地指定。
本发明进一步通过下列非限制性例子来说明。
实施例
本发明人通过用根据本发明的第一和第二实施方案的无卤素树脂组合物施涂电线来制备所述电线。其后，该电线进行试验和评价。
用于前述树脂组合物的制备中的各原料在下面与其商品名称和制造厂家一起列出。
作为聚丙烯组分，丙烯均聚物是从SunAllomer Ltd获得的。它作为PS201A(MFR＝0.5g/10min)商购的。丙烯-α-烯烃共聚物是从SunAllomer Ltd获得的。它作为Q200F(MFR＝0.8g/10min)商购的。乙烯-α-烯烃共聚物是从Sumitomo Chemical Co.，Ltd获得的。它作为Excellene FX CX1001(MFR＝1.0g/10min)商购的。低密度聚乙烯树脂是从Japan Polyethylene Corporation获得的。它作为Novatec LDZE41K(MFR＝0.5g/10min)获得的。作为金属氢氧化物，氢氧化镁是从Kyowa Chemical Industry Co.，Ltd获得的。它作为具有0.8μm的平均颗粒尺寸的Kisuma5A获得的。作为酚类抗氧化剂，季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]是从Chiba SpecialtyChemicals Co.Ltd获得的。它作为Irganox 1010获得的。作为含水杨酸的金属捕捉剂，3-(N-水杨酰)氨基-1，2，4-三唑是从ADEKACorporation获得的。它作为adekastabu CDA-1获得的。作为含肼的金属捕捉剂，2′，3-双{[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰基]}丙酰肼是从Chiba Specialty Chemicals Ltd获得的。它作为Iraganox MD1024获得的。作为金属氧化物，氧化锌是从Mitsui Mining & SmeltingCo.，Ltd获得的。
实施例A
实施例A被定义为根据本发明的第一实施方案的无卤素树脂组合物。在实施例A中的无卤素树脂组合物中的每一种通过按照在表1中所列的组合比例共混聚丙烯树脂，丙烯-α-烯烃共聚物，低密度聚乙烯树脂，金属氢氧化物，酚类抗氧化剂，和含肼的金属捕捉剂制备。这样所获得的配制剂利用200mL-Henschel混合器进行混合，然后由同向旋转双螺杆挤出机(φ40mm)捏合。具体地说，双螺杆挤出机，口模被设定在200℃的温度。然后，将无卤素树脂组合物进料到用于电线的挤出机(φ60mm；L/D＝24.5；FF螺杆)中，且在600mm/min的速度、230℃的温度的条件下被挤出到0.3395mm2面积的导线上，由此得到具有1.20mm外径的绝缘电线。在这一构型中，导线由七根绞合线组成，每一根电线是0.2485mm。对于所获得的电线进行试验与评价。下表1示出了由实施例A的配制剂所显示的试验结果。
拉伸伸长
根据JIS B7721进行拉伸伸长。更详细地，绝缘电线被切成150mm的长度。其后，导线从绝缘电线中去除，从而获得仅仅由无卤素树脂组合物形成的管式试验样品。每一个试验样品具有间距50mm的一对标记。样品的两末端部分在室温下接合到拉伸试验机的夹盘中，且以25-500mm/min的速度被拉伸。然后，测量在该对标记之间的距离。对于下列数据，对于合格的试验样品伸长率必须大于或等于500％。伸长率低于500％的试验样品在该JIS B7721试验中失败。
阻燃性能
600mm长度的绝缘电线以约45度角度倾斜放置。与绝缘电线的上端部分相距500mm±5mm并且属于绝缘电线的一部分的一个部分用还原焰处理。更详细地，前述处理通过本生灯进行15秒。为了评价该试验样品的阻燃性能，测量消焰时间。对于下列数据，对于试验样品合格，消焰时间必须是在70分钟内。消焰时间大于70分钟的试验样品在该JIS B7721试验中失败。
耐磨性
利用刮擦磨损试验机测试耐磨性。换句话说，将约1m长度的绝缘电线放置于夹持器上然后固定在其中。为了磨损该绝缘电线，使用在尖头部分具有45mm直径的钢琴线(pianoline)的法兰(flange)。更详细地，法兰由任何压紧元件压紧在绝缘电线上，以便将法兰与绝缘电线接触。在这一点，电线受到7N的负载。该法兰保持往复运动到当无卤素树脂组合物从绝缘电线上去除时，并且法兰的钢琴线与绝缘电线的导线部分接触。往复运动的距离是14mm。对于各试验样品记录往复运动的次数。对于下列数据，往复运动的次数必须等于或大于300次才合格。往复运动次数小于300次的试验样品在这一耐磨性试验中没有合格。
柔性性能
制备长度80mm，宽度5mm，和厚度1.5mm的板状试验样品。试验样品的一个端部被固定到固定基底上，以使得试验样品的另一个端部从固定基底上水平地延伸。其后，将20g的重物添加到与以上其它末端部相距10mm的部分保持30秒的时间，然后测量试验样品的挠曲量。对于下列数据，试验样品的挠曲量必须等于或大于15mm才合格。低于15mm的挠曲量的试验样品在这一柔性性能试验中失败。
渗移性能
绝缘电线的表面进行肉眼检查。在无卤素树脂组合物的渗移没有发生的情况下，认为试验样品“合格”。相反，在无卤素树脂组合物的渗移发生的情况下，认为试验样品“失败”。
长期耐热性I
将绝缘电线在150℃的温度下放置100小时的时间，然后围绕它的周围弯曲。在没有裂纹情况下认为试验样品“合格”。相反，在有裂纹的情况下认为试验样品“失败”。
[表1]实施例A
对比实施例A
下面将描述对比实施例A。下表2-4显示了在对比实施例A中使用的按重量百分数和/或重量份的配方。根据对比实施例A的无卤素树脂组合物基本上包括聚丙烯树脂，丙烯-α-烯烃共聚物，低密度聚乙烯树脂，金属氢氧化物，酚类抗氧化剂，和含肼的金属捕捉剂。将这样获得的无卤素树脂组合物施涂到导线上，由此得到绝缘电线。对于所得绝缘电线进行试验和评价。下表2-4显示由对比实施例A的配制剂所显示的试验结果。
用于无卤素树脂组合物的制备的组分，制备无卤素树脂组合物的方法，制备绝缘电线的方法以及试验和评价绝缘电线的方法是缩写的，为的是避免与如上所述的实施例A的不必要的重复。
[表2]对比实施例A
[表3]对比实施例A
[表4]对比实施例4
从以上表1中能够看出，根据实施例A-1至A-10的无卤素树脂组合物示出优异的拉伸伸长，阻燃性能，耐磨性，柔性，渗移，和长期耐热性I。
相反，从以上表2-4能够看出，根据对比实施例A-1至A-30的无卤素树脂组合物，与实施例A-1至A-10的无卤素树脂组合物相比，得到差的拉伸伸长，阻燃性能，耐磨性，柔性，渗移，和长期耐热性I。
实施例B
根据本发明的第二实施方案制备实施例B的无卤素树脂组合物。下表5-7显示在对比实施例B中使用的按重量百分数和/或重量份的配方。对比实施例B基本上包括聚丙烯树脂，丙烯-α-烯烃共聚物，低密度聚乙烯树脂，金属氢氧化物，酚类抗氧化剂，含水杨酸的金属捕捉剂，和含肼的金属捕捉剂。将由此所获得的无卤素树脂组合物施涂到导线上，由此得到绝缘电线。对于所得绝缘电线进行试验和评价。下表5-7示出由对比实施例B的配制剂所显示的试验结果。
用于无卤素树脂组合物的制备的组分，制备无卤素树脂组合物的方法，制备绝缘电线的方法以及试验和评价绝缘电线的方法是缩写的，为的是避免与如上所述的实施例A的不必要的重复。
长期耐热性(II)
制备绝缘电线的束，该束同时包括根据本发明的至少一种绝缘电线和至少一种通过用PCV树脂组合物覆盖导线所制备的绝缘电线。聚氯乙烯基的胶带包裹在绝缘电线的束周围。使绝缘电线的束在150℃的温度下放置100小时的时间。其后，从绝缘电线的束中仅仅取出根据本发明的一种绝缘电线。将所选择的绝缘电线盘绕在具有与绝缘电线相同直径的线状棒条上。在无卤素树脂组合物中没有产生裂纹的情况下，认为试验样品(即所选择的绝缘电线)“合格”。相反，在无卤素的树脂组合物中发生裂纹的情况下认为试验样品“失败”。
[表5]实施例B
[表6]实施例B
[表7]实施例B
对比实施例B
下面描述对比实施例B。下表8-10示出在对比实施例B中使用的按重量百分数和/或重量份的配方。对比实施例B基本上包括聚丙烯树脂，丙烯-α-烯烃共聚物，低密度聚乙烯树脂，金属氢氧化物，酚类抗氧化剂，含水杨酸的金属捕捉剂，含肼的金属捕捉剂，和金属氢氧化物。将由此所获得的无卤素树脂组合物施涂于导线上，由此得到绝缘电线。对于所得绝缘电线进行试验和评价。下表8-10示出由对比实施例B的配制剂所显示的试验结果。
用于无卤素树脂组合物的制备中的组分，制备无卤素树脂组合物的方法，制备绝缘电线的方法以及用于试验和评价绝缘电线的方法是缩写的，为的是避免与如上所述的实施例B的不必要的重复。
[表8]对比实施例B
[表9]对比实施例B
[表10]对比实施例B
从以上表5-7中能够看出，实施例B-1至B-24显示出优异的拉伸伸长，阻燃性能，耐磨性，柔性，渗移，和长期耐热性I。此外，对于长期耐热性II，覆盖实施例B的无卤素树脂组合物的绝缘电线也示出优异的长期耐热性II，虽然它与覆盖PCV树脂组合物的绝缘电线混合。
相反，从以上表8-10能够看出，对比实施例B-1，B-2，B-4至B-20与实施例B的无卤素树脂组合物相比较显示出差的拉伸伸长，阻燃性能，耐磨性，柔性，渗移，长期耐热性I。此外，虽然对比实施例B(绝缘电线)、尤其对比实施例B-3显示出足够的机械性能、阻燃性能和柔性，但是当与覆盖PCV树脂组合物的绝缘电线混合时它示出恶化的长期耐热性。同时，其中丙烯-α-烯烃共聚物组分被乙烯-α-烯烃共聚物替代的对比实施例B-21和B-22示出足够的柔性，但使耐磨性恶化。
根据本发明的一个方面，由于无卤素树脂组合物包含(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；(B)50-100重量份的金属氢氧化物；(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；和(D)0.5-2重量份的含肼的金属捕捉剂，该组合物与普通无卤素树脂组合物相比显示出优异的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性。
根据本发明的另一个方面，由于无卤素树脂组合物包含(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；(B)50-100重量份的金属氢氧化物；(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；(D)0.1-1.0重量份的含水杨酸的金属捕捉剂；(E)3-5重量份的含肼的金属捕捉剂；和(F)1-10重量份的金属氧化物，该组合物与普通无卤素树脂组合物相比显示出优异的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性。此外，在前述无卤素树脂组合物与PCV树脂组合物长时间保持接触的情况下，它也维持良好的长期耐热性。
根据本发明的仍然另一个方面，由于绝缘电线包含导线，和设置在导线的周围且由根据本发明的无卤素树脂组合物形成的绝缘层，该绝缘电线与普通绝缘电线相比显示出优异的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性。此外，在具有由根据本发明的第二实施方案的无卤素树脂组合物制备的绝缘层的绝缘电线与从PCV树脂组合物制备的绝缘电线被捆在一起的情况下，它也保持优异的长期耐热性。
根据本发明的仍然另一个方面，由于线束包含根据本发明的至少一根绝缘电线，该线束与普通线束相比显示出优异的机械性能如耐磨性，阻燃性能，柔性，和长期耐热性。
尽管已经具体地示出和描述了本发明的优选实施方案，但是应该认识到，在获悉本发明之后各种变化和改进都可以呈现在本领域中技术人员面前。还打算包括在所附权利要求的范围和精神之内的全部此类变化和改进。
Claims (6)
1.无卤素树脂组合物，包含：
(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；
(B)50-100重量份的金属氢氧化物；
(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；和
(D)0.5-2重量份的含肼的金属捕捉剂。
2.无卤素树脂组合物，包含：
(A)100重量份的主剂，它含有50-75wt％的聚丙烯，20-40wt％的丙烯-α-烯烃共聚物，和5-10wt％的低密度聚乙烯；
(B)50-100重量份的金属氢氧化物；
(C)3-5重量份的酚类抗氧化剂；
(D)0.1-1.0重量份的含水杨酸的金属捕捉剂；
(E)3-5重量份的含肼的金属捕捉剂；
和
(F)1-10重量份的金属氧化物。
3.绝缘电线，包含：
导线，和
设置在导线周围且由根据权利要求1的无卤素树脂组合物形成的绝缘层。
4.绝缘电线，包含：
导线，和
设置在导线周围且由根据权利要求2的无卤素树脂组合物形成的绝缘层。
5.线束，它包含多根绝缘电线，这些绝缘电线捆在一起并且包括至少一根根据权利要求3的绝缘电线。
6.线束，它包含多根绝缘电线，这些绝缘电线捆在一起并且包括至少一根根据权利要求4的绝缘电线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20090603 |