CN102792391A - 用于铝电线的阻燃树脂组合物和使用该组合物的铝电线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有高阻燃性同时可抑制机械性能降低的用于铝电线的阻燃树脂组合物及使用该组合物的铝电线。本发明涉及一种用于铝电线的阻燃树脂组合物，该树脂组合物包含基础树脂，该基础树脂包含：（A）75~95重量份的包含烯烃系树脂和马来酸改性树脂的树脂组合物以及（B）5~25重量份的挠性树脂；以及（C）与100重量份的基础树脂混合的90~150重量份的氢氧化镁。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于铝电线的阻燃树脂组合物和使用该组合物的铝电线。
背景技术
作为用于汽车用常规耐热电线的绝缘材料，可以提到其中溴系阻燃剂作为阻燃剂添加到烯烃基树脂中的树脂组合物。近些年来，不产生导致危害人身健康和腐蚀设备的卤素系气体是人们所需要的。因此，向其中添加氢氧化镁作为阻燃剂来代替溴基阻燃剂的组合物（一种非卤素组合物）成为主流。
此外，最近的汽车零部件生产中要求减轻重量，并且同样作为汽车用的电线也要求减轻重量。因此，提出了使用铝电线，其中的导体由铜（Cu）替换为铝（Al）。由于铝的导热性为铜的60%，当将铝用于电线中时，热量倾向于在导线内部中累积。已经发现，作为用于使用铝作为导体的绝缘电线的不含卤素的绝缘材料，为了增强其阻燃性能，增加氢氧化镁的添加量是最佳的方式。为了使氢氧化镁均匀溶于树脂中并改善阻燃性和机械性能，已知一种在其中混合马来酸改性树脂的非卤素阻燃树脂组合物（例如，参见专利文献1和2）。
背景技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A-2005-314516
专利文献2：JP-A-2006-225480
发明内容
发明解决的技术问题
然而，在目前的情况下，即使增加马来酸改性树脂的量以使氢氧化镁均匀地溶解在树脂中并改善阻燃性和机械性能，仍然存在着阻燃性不能满足的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种具有高阻燃性同时抑制机械性能降低的用于铝电线的阻燃树脂组合物和使用该组合物的铝电线。
解决问题的技术手段
本发明的主要内容如下：
<1>一种用于铝电线的阻燃树脂组合物，该树脂组合物包含：
基础树脂，该基础树脂包含：（A）75-95重量份的包含烯烃系树脂和马来酸改性树脂的树脂组合物，和（B）5-25重量份挠性树脂，以及
（C）与100重量份基础树脂混合的90-150重量份氢氧化镁。
<2>一种用于铝电线的阻燃树脂组合物，该树脂组合物包含：
基础树脂，该基础树脂包含：（A）树脂组合物和（B）5-25重量份的挠性树脂；其中，该（A）树脂组合物包含：45-85重量份的拉伸弹性模量为1000-1500MPa的烯烃系树脂，10-30重量份的D硬度为40-55的烯烃系树脂，以及5-15重量份的马来酸改性树脂；以及
（C）与100重量份的基础树脂混合的90-150重量份的氢氧化镁。
<3>根据上述<1>或<2>所述的用于铝电线的阻燃树脂组合物，其中挠性树脂是氢化苯乙烯系热塑弹性体。
<4>一种包括铝导体和绝缘覆盖层的铝电线，其中该绝缘覆盖层由根据上述<1>~<3>任意一项所述的用于铝电线的阻燃树脂组合物形成并且覆盖该铝导体。
发明的有益效果
根据本发明，可以得到用于铝电线的具有高阻燃性同时抑制机械性能降低的阻燃树脂组合物和铝电线。具体而言，可以得到一种铝电线，该电线能够在ISO 6722(2006)的45°倾斜阻燃测试中在70秒以内熄灭火焰，且具有200%或以上的绝缘体断裂伸长率和2.0N或以下的挠性。
附图简要说明
[图1]图1是示出根据本发明实施例的铝电线1的剖面图。
附图标记描述
1-铝电线
2-铝导体
3-绝缘覆盖
本发明的具体实施方式
以下描述的是根据本发明实施例的用于铝电线的阻燃树脂组合物和铝电线。
在说明书中，“重量%”和“重量份”分别与“质量%”和“质量份”具有相同含义。
在本发明中，非卤和不含卤素的意思是任何卤素化合物都不作为显示各种功能如阻燃性的有效组分包含在树脂组合物中，并不意味着树脂组合物中不包含作为不可避免地微量存在的杂志或者类似物的卤素。
[用于铝电线的阻燃树脂组合物]
根据本发明实施例得到的用于铝电线的阻燃树脂组合物为非交联树脂组合物，该非交联树脂组合物包含：基础树脂，该基础树脂包含：（A）75~95重量份的包含烯烃系树脂和马来酸改性树脂的树脂组合物以及（B）5~25重量份的挠性树脂；以及（C）与100重量份的基础树脂混合的90~150重量份的氢氧化镁。
烯烃系树脂优选由两种或多种公知的聚丙烯（共）聚合物例如包含丙烯作为主要组分和其他α-烯烃形成的嵌段共聚物或无规共聚物组成，包括：丙烯-乙烯无规共聚物丙烯-α-烯烃无规共聚物，丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物和其类似物。其中，具有上述组成的组合物包含a：作为一种树脂的45-85重量份的具有依照JIS K 7161（1993）测量的拉伸模量为1000-1500MPa的烯烃系树脂以及b：作为一种树脂的10-30重量份的具有依照JIS K 7215（1986）测量的D硬度为40-55的烯烃系树脂。关于这一点，当具有D硬度为40-55的烯烃系树脂的含量超过上述范围时，耐磨性就会下降，而当含量低于上述范围时，则损失挠性。具有D硬度为40-55的烯烃系树脂的含量优选为10-20重量份。在本发明中，不包含乙烯-醋酸乙烯共聚物和/或乙烯-（甲基）丙烯酸酯共聚物作为烯烃系树脂。原因是这些树脂非常软，且因此当将其混合在树脂中时，会导致耐磨性恶化。
用于本发明的马来酸改性树脂是通过将马来酸酐与聚丙烯系树脂接枝聚合得到的树脂。马来酸改性树脂可以通过熔融工艺或是溶液工艺制得。改性的程度优选为0.5-6.0重量%，更优选2-3重量%。
马来酸改性树脂的含量为5-15重量份，优选5-10重量份。当马来酸改性树脂的含量小于上述的下限时，耐磨性下降。当混合量超过上限时，阻燃性降低。
使用氢化苯乙烯系热塑弹性体（SEBS）作为挠性树脂。氢化苯乙烯系热塑弹性体是通过将苯乙烯和丁二烯嵌的段共聚物的双键进行氢化得到的聚合物，且具有优异的耐热老化性和耐气候性。在本实施例中，作为挠性树脂，使用具有在230°C和2.16kg的下熔体流动速率为（MFR）为4.5g/10min或以下且硬度（JIS K6253A标准（2006））为50或以下的树脂，所述熔体流动速率为合成树脂的流动性的指数。当挠性树脂的混合量小于6重量份时，用于铝电线的阻燃树脂组合物的阻燃性、伸长率和弹性下降，因此上述情况不是优选的。当挠性树脂的含量大于25重量份时，耐磨性能下降，因此上述情况也不是优选的。挠性树脂的优选含量为10-15重量份。
当氢氧化镁的含量小于90重量份时，用于铝电线的阻燃树脂组合物的阻燃性能下降，因此，这种情况不是优选的。此外，当氢氧化镁的含量超过150重量份时，用于铝电线的阻燃树脂组合物的伸长率、挠性和耐磨性能下降，因此，这种情况不是优选的。因此，氢氧化镁的优选含量为90-120重量份。
在本发明中，除了上述必要的组分，可以在不损害本发明的效果的范围内混合阻燃剂、助阻燃剂、抗氧化剂、金属钝化剂、其他抗老化剂、润滑剂、填充剂和增强剂、紫外吸收剂、稳定剂、增塑剂、色素、染料、着色剂、抗静电剂、发泡剂和其类似物。
[铝电线]
图1为示出根据本发明实施例的铝电线1的剖面图。如图1所示，铝电线1通过由上述用于铝电线的阻燃树脂组合物构成的绝缘覆盖3覆盖多个铝电线2的捆构成。此处，绝缘覆盖3在完成挤出成型步骤后没有经过交联处理。由于上述铝电线1覆盖了具有高阻燃性且具有很强的机械性能如耐磨性的阻燃树脂组合物，因此即使将上述电线用于汽车用电线也是高度可靠的。
具体而言，本发明的铝电线1可能够实现铝电线，该铝电线能够在ISO 6722(2007)的45°倾斜阻燃测试中在70秒以内熄灭火焰，且具有200%或以上的绝缘体断裂伸长率以及2.0N或以下的挠性。
根据本实施例的铝电线1能够在被用于引擎室内时，抑制机械性能例如挠性和耐热性的降低，且同时可以抑制阻燃剂的量。
实施例
接下来具体说明本发明的实施例、对比实施例和常规实施例。
（在实施例、对比实施例和常规实施例中使用的混合树脂和混合原料）
*烯烃系树脂a：商品名PB170A（SunAllomer有限公司生产）（拉伸强度：1050MPa）
*烯烃系树脂b：商品名TAFMER XM5070（三井化学公司生产）（D硬度：52）
*马来酸改性树脂：商品名U-mex 1001（三洋化学工业有限公司生产）
*挠性树脂（SEBS）：商品名TUFTEC H1062（Asahi Kasei公司生产）
*氢氧化镁：商品名KISUMA 5A（Kyowa化学工业有限公司生产）
（相关判断标准）
*阻燃性
长度为600mm以上的绝缘电线样品以倾斜角45°固定在平槽中。在远离上端约500±5mm的部分，在将本生灯的还原火焰垂直施加至电线远离顶端500mm±5mm的部分15秒后，在70秒以内熄灭火焰的样品评价为合格（○），而熄灭火焰所用的时间超过70秒的样品则评价为不合格（╳）。
*断裂伸长率
依照JIS B 7721（1993）进行断裂伸长率测试。将绝缘电线切割成长度为150mm并移走导体使其转换成只有覆盖层的管状测试片。接下来，在中间部分以50mm为间隔做标记线。之后，室温下，在测试片的两端固定到拉伸测试仪的夹子上后，以25-500mm/min的拉伸速率拉伸的同时测量标记线之间的距离。当拉伸率为500%或以上时，样品评价为合格（○），当拉伸率小于500%时，则样品评价为不合格（╳）。
*耐磨性测试（负荷：7N）
使用刮擦磨损测试设备进行耐磨性测试。即，将具有约1米长度的绝缘电线置于样品架上并用夹子固定。接下来，在总负荷为7N的情况下，使用增压构件将具有尖端直径为0.45mm的钢琴丝的刮刀（plunge）施加到绝缘电线并且往复运动（往复运动距离：14mm）。计数往复运动的次数直到由绝缘电线的覆盖层的磨损导致刮刀（plunge）的钢琴丝接触到绝缘电线的导线。当次数为300次或以上时，评价为合格（○），当次数小于300次时，评估为不合格（╳）。
*挠性测试
将切割成长度为100mm的绝缘电线样品置于与滚轴距离60mm装配的框架上，将测力计以100mm/min的速率按压于置于滚轴上的电线的中部。当电线弯曲和脱落时，测量最大负荷量。
表1至3示出了实施例和对比实施例的混合例（单位：重量份）及其测试结果。
[表1]
表1
[表2]
表2
[表3]
表3
以上参考其具体实施例对本发明进行了详细描述，对本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明主旨和范围的情况下，对本发明进行各种变化和改进。本申请基于2010年3月5日提交的日本专利申请（申请号2010-048642），其内容通过引用的方式并入其中。
Claims (4)
1.一种用于铝电线的阻燃树脂组合物，该树脂组合物包含：
基础树脂，该基础树脂包含：（A）75~95重量份的包含烯烃系树脂和马来酸改性树脂的树脂组合物以及（B）5~25重量份的挠性树脂；以及
（C）与100重量份的所述基础树脂混合的90~150重量份的氢氧化镁。
2.一种用于铝电线的阻燃树脂组合物，该树脂组合物包含：
基础树脂，该基础树脂包含：（A）树脂组合物和（B）5~25重量份的挠性树脂；其中该（A）树脂组合物包含45~85重量份的拉伸模量为1000~1500MPa的烯烃系树脂、10~30重量份的D硬度为40~55的烯烃系树脂以及5~15重量份的马来酸改性树脂；以及
（C）与100重量份的所述基础树脂混合的90~150重量份的氢氧化镁。
3.根据权利要求1或2所述的用于铝电线的阻燃树脂组合物，其中所述挠性树脂是氢化苯乙烯系热塑弹性体。
4.一种包括铝导体和绝缘覆盖层的铝电线，其中该绝缘覆盖层由根据权利要求1~3任意一项所述的用于铝电线的阻燃树脂组合物构成并且覆盖该铝导体。
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