CN113265097B - 阻燃性树脂组合物、阻燃性绝缘电线和阻燃性电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种阻燃性、耐热性和拉伸特性优异的阻燃性树脂组合物以及使用该组合物的阻燃性绝缘电线和阻燃性电缆。电线(10)具有导体(1)和被覆在导体(1)周围的绝缘层(2)。绝缘层(2)由含有基础聚合物和阻燃剂的阻燃性树脂组合物构成,基础聚合物含有乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物和氯化聚乙烯。并且,阻燃剂含有溴系阻燃剂、三氧化二锑、氢氧化镁和锡酸锌中的3种以上,相对于100质量份基础聚合物,阻燃剂为60质量份以上110质量份以下。而且,相对于基础聚合物的总量,乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物的丙烯酸乙酯含量为7质量%以上22质量%以下;相对于基础聚合物的总量,氯化聚乙烯的氯含量为1质量%以上10质量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃性树脂组合物、阻燃性绝缘电线和阻燃性电缆。
背景技术
电线(绝缘电线)具有导体和设于前述导体周围的作为被覆材料的绝缘层。此外,电缆具备前述电线和设于前述电线周围的作为被覆材料的护套(外被层)。前述护套设于前述绝缘层周围。
前述电线的绝缘层、前述电缆的护套那样的被覆材料由以橡胶、树脂为主原料的电绝缘性材料构成。例如,聚氯乙烯(PVC)价格低廉且具有优异的阻燃性,因此广泛用作电线、电缆的被覆材料。但聚氯乙烯由于分子间相互作用强因此非常硬,故而使用添加有被称为增塑剂的油状物的软质PVC。
但软质PVC根据使用条件、环境而容易渗出增塑剂,而且PVC的耐热性低这一点成为问题。
希望研究与PVC相比具有高耐热性、挠性优异的树脂组合物,正在研究使用氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯的树脂组合物、将聚烯烃系树脂与氯化聚乙烯并用的树脂组合物。
例如,专利文献1中记载了一种阻燃性树脂组合物、以及绝缘体使用该树脂组合物的电线和护套使用该树脂组合物的电缆,所述阻燃性树脂组合物包含:含有氯量30%以上的氯化聚乙烯和其他聚烯烃系树脂的基础聚合物、三氧化二锑和水滑石,相对于100质量份含有20~60质量份前述氯化聚乙烯的前述基础聚合物,含有3~30质量份前述水滑石。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-117317号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,根据本发明人的研究,发现由上述阻燃性树脂组合物形成的电线有时无法获得充分的阻燃性、耐热性或拉伸特性。
本发明是鉴于这样的课题做出的,其目的在于,提供拉伸特性(挠性)、阻燃性和耐热性优异的阻燃性树脂组合物、使用其的阻燃性绝缘电线、阻燃性电缆。
用于解决课题的方法
以下,简单地对本申请公开的发明中的代表性方案的概要进行说明。
[1]一种阻燃性树脂组合物,其含有基础聚合物和阻燃剂。所述基础聚合物含有乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和氯化聚乙烯,所述阻燃剂含有溴系阻燃剂、三氧化二锑、氢氧化镁和锡酸锌中的3种以上。并且,相对于100质量份所述基础聚合物,所述阻燃剂为60质量份以上110质量份以下;相对于所述基础聚合物的总量,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的丙烯酸乙酯含量为7质量%以上22质量%以下;相对于所述基础聚合物的总量,所述氯化聚乙烯的氯含量为1质量%以上10质量%以下。
[2]根据[1]所述的阻燃性树脂组合物,其中,所述阻燃性树脂组合物含有所述阻燃剂以外的添加剂,所述阻燃剂以外的添加剂选自稳定剂、金属离子钝化剂、填充剂、润滑剂、交联剂和交联助剂。
[3]根据[2]所述的阻燃性树脂组合物,其中,相对于100质量份所述基础聚合物,所述阻燃剂以外的添加剂的总量为12质量份以上28质量份以下。
[4]一种阻燃性绝缘电线,其具有导体和被覆在所述导体周围的绝缘层,所述绝缘层由[1]至[3]中任一项所述的阻燃性树脂组合物形成。
[5]一种阻燃性电缆,其具有绝缘电线和被覆所述绝缘电线的护套,作为所述绝缘电线,具有[4]所述的阻燃性绝缘电线。
[6]一种阻燃性电缆,其具有绝缘电线和被覆所述绝缘电线的护套,所述护套由[1]至[3]中任一项所述的阻燃性树脂组合物形成。
发明效果
根据本发明,能够提供拉伸特性、阻燃性和耐热性优异的阻燃性树脂组合物。根据本发明,能够提供拉伸特性、阻燃性和耐热性优异的阻燃性绝缘电线。根据本发明,能够提供拉伸特性、阻燃性和耐热性优异的阻燃性电缆。
附图说明
图1为显示一个实施方式涉及的阻燃性绝缘电线的横截面图。
图2为显示一个实施方式涉及的阻燃性绝缘电缆的横截面图。
符号说明
1:导体;2:绝缘层;3:护套;4:介在物;5:缠绕带;10:电线;20:电缆。
具体实施方式
(实施方式1)
<阻燃性绝缘电线的构成>
图1为显示本发明的一个实施方式涉及的阻燃性绝缘电线的横截面图。如图1所示,本实施方式涉及的阻燃性绝缘电线10具有导体1和被覆在导体1周围的绝缘层2。
作为导体1,除了通常使用的金属线、例如铜线、铜合金线以外,还可以使用铝线、金线、银线等。此外,作为导体1,也可以使用在金属线周围实施锡、镍等金属鍍敷而得的导体。进一步,作为导体1,还可以使用将金属线绞合而成的绞合导体。
绝缘层2由以下详述的本发明的一个实施方式涉及的阻燃性树脂组合物构成。绝缘层2的厚度没有特别限定,优选为0.15~2mm。本说明书中,A~B原则上表示A以上B以下。
<阻燃性树脂组合物的构成>
以下,对本实施方式的阻燃性树脂组合物进行详述。本实施方式涉及的阻燃性树脂组合物含有(A)基础聚合物、(B)阻燃剂和(C)阻燃剂以外的添加剂。
作为本实施方式的(A)基础聚合物,含有(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和(A2)氯化聚乙烯。需说明的是,作为基础聚合物,也可以含有其他聚合物。
作为本实施方式的(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物,可以使用丙烯酸乙酯含量(EA量)为10~25质量%的物质。可以使用EA量单一的物质,此外,也可以混合使用2种以上EA量不同的物质。
此外,如后述实施例中所示,相对于基础聚合物的总量,(A)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的EA量设为7~22质量%。通过将EA量相对于基础聚合物的总量设为7质量%以上,能够提高柔软性、提高拉伸特性,通过设为22质量%以下,能够提高耐热性。
也可以出于改善与阻燃剂、氯化聚乙烯的相容性的目的,在不降低耐热性的范围内,将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的一部分替换为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲基共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)。
作为本实施方式的(A2)氯化聚乙烯,可以使用氯含量为23~40质量%的物质。可以使用氯含量单一的物质,此外,也可以混合使用2种以上氯含量不同的物质。此外,作为(A2)氯化聚乙烯,优选使用氯含量为40质量%以下的物质。通过使用氯含量为40质量%以下的物质,从而容易对氯含量进行调整,作为结果,能够提高绝缘层的耐热性。此外,作为(A2)氯化聚乙烯,可以使用非晶氯化聚乙烯、半结晶氯化聚乙烯、结晶氯化聚乙烯中的任一种,可以使用它们中的单一物质或者混合使用2种以上的物质。后述实施例中使用结晶氯化聚乙烯。此外,(A2)氯化聚乙烯的拉伸强度没有限定,例如,优选使用基于JISK6251的拉伸强度为8MPa以上的物质。需说明的是,后述实施例中使用的(A2-1)、(A2-2)、(A2-3)的基于JISK6251的拉伸强度分别为15.0MPa、11.8MPa、8.8MPa。
此外,如后述实施例中所示,相对于基础聚合物的总量,(A2)氯化聚乙烯的氯含量设为1~10质量%。此外,通过将氯含量相对于基础聚合物的总量设为1质量%以上,能够提高阻燃性;通过设为10质量%以下,能够保持耐热性。也可以在不降低阻燃性、耐热性的范围内,将氯化聚乙烯的一部分替换为聚乙烯。
需说明的是,也可以考虑使用作为含氯的聚合物的氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、进行了氯接枝的聚氯乙烯(PVC)等来代替(A2)氯化聚乙烯。但氯丁橡胶具有不饱和键,因此与氯化聚乙烯相比耐热性差。此外,氯磺化聚乙烯的拉伸强度、耐热性差。此外,进行了氯接枝的PVC的耐热性极差。为了获得良好的拉伸特性、阻燃性和耐热性,优选使用氯化聚乙烯。
另一方面,氯化聚乙烯与不含氯的聚合物相比具有耐热性差的倾向。这被认为是氯化聚乙烯的热分解导致的。相对于此,本实施方式中,通过如后述那样使用稳定剂作为(C)阻燃剂以外的添加剂,特别是使用水滑石作为稳定剂,能够提高耐热性。
作为本实施方式的(B)阻燃剂,可以使用(B1)溴系阻燃剂、(B2)三氧化二锑、(B3)氢氧化镁和(B4)锡酸锌。
作为(B1)溴系阻燃剂,可列举例如溴化亚乙基双邻苯二甲酰亚胺衍生物、双溴化苯基对苯二甲酰胺衍生物、溴化双酚衍生物、1,2-双(溴代苯基)乙烷等有机系含溴阻燃剂。作为(B1)溴系阻燃剂,从防止形成绝缘层时的喷霜的观点出发,特别优选1,2-双(溴代苯基)烷。另一方面,溴系阻燃剂中,多溴苯基醚和多溴联苯有可能会发生剧烈的喷霜,因此不优选作为(B1)溴系阻燃剂。
优选(B2)三氧化二锑的平均粒径为1μm左右,且纯度(99.5%以上)如下:铅含量500ppm以下、砷含量600ppm以下、氧化铁含量300ppm以下、氧化铜含量200ppm以下、硒含量100ppm以下、镉含量5ppm以下。
作为(B3)氢氧化镁,例如,可列举无表面处理的物质、或者用硅烷偶联剂、磷酸酯或硬脂酸、油酸等脂肪酸进行了表面处理的物质。特别是,作为(B3)氢氧化镁,优选使用用硅烷偶联剂进行了表面处理的物质。因为,用硅烷偶联剂进行了表面处理的氢氧化镁与聚合物的亲和性高,因此使用其的阻燃性树脂组合物的拉伸特性良好。需说明的是,作为(B3)氢氧化镁,如果使用将水镁石矿石粉碎而得的天然氢氧化镁,则无法作为复合阻燃剂发挥功能,因此是不合适的。
作为(B4)锡酸锌,可列举例如三氧化锡酸锌(ZnSnO3)或六氢氧化锡酸锌(ZnSn(OH)6)。作为(B4)锡酸锌,从提高阻燃性的观点出发,优选平均粒径为3μm以下且在1000℃下的烧失量为20%以上的六氢氧化锡酸锌(ZnSn(OH)6)。
如后述实施例中所示,本实施方式的阻燃剂含有(B1)溴系阻燃剂、(B2)三氧化二锑、(B3)氢氧化镁和(B4)锡酸锌中的3种以上。而且,如后述实施例中所示,相对于100质量份基础聚合物,作为本实施方式的阻燃剂的(B1)溴系阻燃剂、(B2)三氧化二锑、(B3)氢氧化镁和(B4)锡酸锌的总和为60质量份以上110质量份以下。相对于100质量份基础聚合物,阻燃剂的总和为60质量份以上则能够获得在VW-1试验中合格的阻燃性,为110质量份以下则在VW-1试验中能够抑制热传导高的燃渣层脆化而延烧,能够获得在VW-1试验中合格的阻燃性。
作为本实施方式的(C)阻燃剂以外的添加剂,可以使用(C1)抗氧化剂、(C2)稳定剂、(C3)金属离子钝化剂(金属害防止剤)、(C4)填充剂、(C5)润滑剂和(C6)交联助剂等。
如后述实施例中所示,相对于100质量份基础聚合物,本实施方式的(C)阻燃剂以外的添加剂的总和为12质量份以上28质量份以下。
作为(C1)抗氧化剂,可列举苯酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、苯酚/硫酯系抗氧化剂、胺系抗氧化剂、亚磷酸酯系抗氧化剂等。作为苯酚系抗氧化剂,可列举1,3,5-三[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯、4,4’-亚丁基双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)等。作为硫系抗氧化剂,可列举3,3’-硫代二丙酸二(十四烷基)酯、双[3-(十二烷基硫代)丙酸]2,2-双[[3-(十二烷基硫代)-1-氧丙氧基]甲基]-1,3-丙烷二基、3,3’-硫代二丙酸二(十八烷基)酯等。
作为(C2)稳定剂,可以使用氯化氢捕捉剂。该氯化氢捕捉剂是捕捉由于(A2)氯化聚乙烯的热分解而产生的氯化氢的物质。作为氯化氢捕捉剂,可列举例如水滑石、钙、锌等的金属皂、双酚A型液态环氧树脂、环氧化大豆油、环氧化亚麻籽油等。它们可以单独使用,此外也可以并用两种以上。特别是,作为氯化氢捕捉剂,优选为水滑石,进一步优选并用水滑石和双酚A二缩水甘油醚。相对于100质量份基础聚合物,氯化氢捕捉剂为4质量份以上12质量份以下。通过将氯化氢捕捉剂相对于100质量份基础聚合物设为4质量份以上,能够获得电线的绝缘层所必需的耐热性,通过设为12质量份以下,能够获得电线的绝缘层所必需的拉伸特性。
作为(C3)金属离子钝化剂,可列举例如N’1,N’12-双(2-羟基苯甲酰)十二烷二酰肼、N,N’-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、间苯二甲酸双(2-苯氧基丙酰肼)等酰肼、2-羟基-N-1H-1,2,4-三唑-3-基苯甲酰胺、醇羧酸酯等。
作为(C4)填充剂(Filler),可以使用二氧化硅(硅化合物)、碳、黏土、氧化锌、氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化钼、石英、滑石、碳酸钙、碳酸镁、白碳等。通过添加这样的填充剂,能够提高绝缘电线的末端加工性。
作为(C5)润滑剂,可列举硬脂酸锌、硅酮、脂肪酸酰胺系、烃系、酯系、醇系、金属皂系等。
作为(C6)交联助剂,可列举三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)、三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌等。
除了以上说明的材料以外,在不影响特性的范围内,本实施方式的阻燃性树脂组合物还可以添加阻燃助剂、颜料等。
此外,如后述那样通过化学交联法使本实施方式的阻燃性树脂组合物交联的情况下,预先在阻燃性树脂组合物中添加交联剂。作为交联剂,可列举例如过氧化氢、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧化酯、酮过氧化酯、酮过氧化物等有机过氧化物。
本实施方式的阻燃性树脂组合物不限于后述实施例中制作的电线,可以适用于所有用途和尺寸,能够用于铁路车辆用、汽车用、盘内配线用、器件内配线用、电力用的各种电线的绝缘层。
<阻燃性绝缘电线的制造方法>
图1所示的本实施方式的电线10例如如下制造。首先,将前述的构成阻燃性树脂组合物的(A)基础聚合物、(B)阻燃剂和(C)阻燃剂以外的添加剂熔融混炼,得到本实施方式的阻燃性树脂组合物。
然后,准备导体1,利用挤出成型机,以被覆导体1周围的方式将本实施方式的阻燃性树脂组合物挤出,形成预定厚度的绝缘层2。通过这样操作,能够制造阻燃性绝缘电线10。
用于制造本实施方式的阻燃性树脂组合物的混炼装置可以采用例如班伯里密炼机、加压捏合机等分批式混炼机等公知的混炼装置。
此外,本实施方式中,在制造阻燃性绝缘电线10后,例如通过电子射线交联法或化学交联法使构成绝缘层2的阻燃性树脂组合物交联。本实施方式的阻燃性绝缘电线10中,进行这样的交联不是必需的,但通过交联,阻燃性树脂组合物的机械特性提高,因此优选进行这样的交联。
使用电子射线交联法的情况下,在使阻燃性树脂组合物成型为阻燃性绝缘电线10的绝缘层2后,例如照射1~30Mrad的电子射线进行交联。使用化学交联法的情况下,预先在阻燃性树脂组合物中添加交联剂,在使该阻燃性树脂组合物成型为阻燃性绝缘电线10的绝缘层2后,进行热处理而使其交联。后述实施例中使用电子射线交联法。
<本实施方式的特征和效果>
图1所示的本实施方式涉及的阻燃性绝缘电线10的一个特征在于,作为基础聚合物,使用(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和(A2)氯化聚乙烯,通过将EA量和氯含量分别设定在预定范围内,能够提高拉伸特性(挠性)和耐热性。
此外,利用(A2)氯化聚乙烯与(B)阻燃剂的协同效应,能够提高阻燃性绝缘电线的阻燃性。
此外,对于添加(A2)氯化聚乙烯导致的耐热性降低,可以通过添加氯化氢捕捉剂作为(C2)稳定剂来抑制。即(A2)氯化聚乙烯中的C-Cl键的键能小,因此容易热分解,由于该热分解而产生氯化氢。认为该氯化氢促进从其他部位产生氯化氢的反应,导致耐热性下降。因此,通过添加氯化氢捕捉剂作为(C2)稳定剂,从而即使产生了氯化氢,也能够捕捉该氯化氢、抑制热分解,从而能够提高耐热性。
尤其是,水滑石具有层状结构,能够在层间捕捉大量氯化氢。此外,双酚A二缩水甘油醚不仅具有捕捉氯化氢的作用,而且还具有使与氯化氢反应而产生的氯化物不攻击其他物质而稳定化的作用。因此,作为稳定剂(氯化氢捕捉剂),在充分捕捉所产生的氯化氢这一点上,优选水滑石,为了提高耐热性,更优选并用水滑石和双酚A二缩水甘油醚,以实现捕捉能力和氯化物的稳定化这两种效果。
这样,本实施方式中,作为基础聚合物,通过(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、(A2)氯化聚乙烯和(B)阻燃剂的优选组合,能够获得电线的绝缘层所必需的拉伸特性(挠性)、阻燃性和耐热性。
(实施例)
以下,基于实施例进一步详细地对本发明进行说明,但本发明不受这些实施例的限定。
<实施例和比较例的概要>
以下对实施例1~实施例9的阻燃性绝缘电线和比较例1~比较例5的绝缘电线进行说明。实施例1~实施例9的阻燃性绝缘电线与图1所示的阻燃性绝缘电线10对应。即,阻燃性绝缘电线10的绝缘层2由本实施方式的阻燃性树脂组合物构成。此外,比较例1~比较例5的绝缘电线的形状与图1所示的阻燃性绝缘电线10是同样的,但其绝缘层2由组成与本实施方式的阻燃性树脂组合物不同的树脂组合物构成。将实施例1~实施例9的阻燃性树脂组合物的组成示于表2,将比较例1~比较例5的树脂组合物的组成示于表3。
实施例1~实施例9的阻燃性绝缘电线制造方法如下。首先,将后述表2所示的实施例1~实施例9的各材料在室温下干混,利用加压捏合机,在取出温度150℃下对经混合的材料进行熔融混炼,生成阻燃性树脂组合物。然后,使用电线制造用的挤出被覆装置,在导体周围形成由阻燃性树脂组合物构成的绝缘层,从而制作电线。通过对该电线进行电子射线交联处理(6或14Mrad),对构成绝缘层的阻燃性树脂组合物进行交联,制作实施例1~实施例9的阻燃性绝缘电线。比较例1~比较例5的绝缘电线制造方法与实施例1~实施例9的阻燃性绝缘电线是同样的,因此省略。
<实施例和比较例的材料>
将实施例1~实施例9和比较例1~比较例5中使用的材料示于表1。
[表1]
<实施例和比较例的评价方法>
(1)阻燃性
对于制作的阻燃性绝缘电线,进行三次阻燃性标准UL1581中规定的垂直阻燃试验VW-1,将3次均合格的样品设为“○”,将至少1次不合格的样品设为“×”。
(2)耐热性
将导体从制作的电线抽出,制成仅绝缘层的样品,将该样品在158℃的吉尔式老化箱中暴露168小时,对初始拉伸强度和伸长率与暴露后的拉伸强度和伸长率进行比较。具体地,通过下面的算式计算拉伸强度保留率(%)和伸长保留率(%),将拉伸强度保留率和伸长保留率这两者成为80%以上的样品设为“○”,将不满足它们中任一个或它们中的两个都不满足的样品设为“×”。
拉伸强度保留率(%)=100×(上述暴露后的拉伸强度)/(初始拉伸强度)
伸长保留率(%)=100×(上述暴露后的伸长率)/(初始伸长率)
(3)拉伸特性
将导体从制作的阻燃性绝缘电线抽出,制成仅绝缘层的样品,在标线间距25mm、拉伸速度500mm/分钟的条件下测定该样品的拉伸强度(MPa)和伸长率(%)。此外,测定将该样品拉伸至伸长率100%时的拉伸强度(MPa)。将拉伸强度、伸长率和伸长率100%时的拉伸强度所需的特性分别设为15MPa以上、320%以上和11MPa以下,将这些特性都满足的样品设为“○”,将不满足任一个或所有特性均不满足的样品设为“×”。
<实施例1~实施例9的详细信息和评价结果>
表2中显示了实施例1~实施例9的组成和评价结果。
[表2]
如表2所示,构成实施例1~实施例9的阻燃性绝缘电线的绝缘层的阻燃性树脂组合物含有(A)基础聚合物、(B)阻燃剂和(C)阻燃剂以外的添加剂。
而且,作为(B)阻燃剂,含有(B1)溴系阻燃剂、(B2)三氧化二锑、(B3)氢氧化镁和(B4)锡酸锌中的3种以上。此外,相对于100质量份基础聚合物,阻燃剂为60质量份以上110质量份以下。
此外,(A)基础聚合物中,相对于基础聚合物的总量,(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的EA量为7质量%以上22质量%以下。
此外,(A)基础聚合物中,相对于基础聚合物的总量,(A2)氯化聚乙烯的氯含量为1质量%以上10质量%以下。
此外,作为阻燃剂以外的添加剂,含有(C1)抗氧化剂、(C2)稳定剂(氯化氢捕捉剂)、(C3)金属离子钝化剂、(C4)填充剂、(C5)润滑剂和(C6)交联助剂。此外,相对于100质量份基础聚合物,阻燃剂以外的添加剂为12质量份以上28质量份以下。
如表2所示,实施例1~实施例9中,尽管有前述组成的不同,但是(1)阻燃性、(2)耐热性和(3)拉伸特性均良好。
需说明的是,相对于基础聚合物总量的EA量和相对于基础聚合物总量的氯含量可以如下算出。
(A)基础聚合物中,将(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的添加量设为mA1[质量份]、(A2)氯化聚乙烯的添加量设为mA2[质量份],将(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的EA量设为RA1[质量%]、(A2)氯化聚乙烯的氯含量设为RA2[质量%]时,相对于基础聚合物总量的EA量ZE[质量%]可用ZE=mA1×RA1/(mA1+mA2)来表示,相对于基础聚合物总量的氯含量ZC[质量%]可用ZC=mA2×RA2/(mA1+mA2)来表示。例如,实施例1的情况下,ZE=95×15/(95+5)≒14.3,ZC=5×23.5/(95+5)≒1.2。
此外,使用EA量不同(RA1-1、~RA1-n)的多种乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(mA1-1、~mA1-n)和氯含量不同(RA2-1、~RA2-n)的多种氯化聚乙烯(mA2-1、~mA2-n)的情况下,可以将分母设为“(mA1-1+mA1-2+…+mA1-n)+(mA2-1+mA2-2+…+mA2-n)”、将分子设为“mA1-1×RA1-1+mA1-2×RA1-2+…+mA1-n×RA1-n”,求出ZE;可以将分母设为“(mA1-1+mA1-2+…+mA1-n)+(mA2-1+mA2-2+…+mA2-n)”、将分子设为“mA2-1×RA2-1+mA2-2×RA2-2+…+mA2-n×RA2-n”,求出ZC。
此外,使用(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、(A2)氯化聚乙烯以外的聚合物作为基础聚合物时,即,使用不含EA、氯的聚合物时,EA量和氯含量设为0。
此外,(A1)乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的EA量具有一个范围的情况下(例如22~25质量%),可以使用其中位数(例如23.5质量%)求出EA量。对于(A2)氯化聚乙烯的氯含量,也可以同样地使用中位数求出氯含量。
<比较例1~比较例5的详细和评价结果>
表3中显示了比较例1~比较例5的组成和评价结果。
[表3]
表3所示的比较例1~比较例5是改变了实施例中使用的材料种类、各材料的配合比率的例子。
如表3所示,氯化聚乙烯的氯含量相对于基础聚合物的总量低于1质量%的比较例1中,阻燃性不良。
此外,氯化聚乙烯的氯含量相对于基础聚合物的总量超过10质量%的比较例2中,虽然阻燃性良好,但耐热性不良。认为耐热性不良的重要原因是氯含量过多。
此外,相对于100质量份基础聚合物添加有低于60质量份的阻燃剂的比较例3中,阻燃性不良。
此外,相对于100质量份基础聚合物添加有超过110质量份的阻燃剂的比较例4中,虽然阻燃性良好,但耐热性不良。这样,在阻燃剂过多的情况下,耐热性下降。
此外,乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的EA量相对于基础聚合物的总量超过22质量%的比较例5中,虽然拉伸特性良好,但耐热性不良。这样,即使增加EA量,且进一步增加抗氧化剂和稳定剂的添加量,耐热性也会下降。
如上所述,可以通过调整氯含量、阻燃剂的量来提高阻燃性,此外,还可以通过调整EA量来提高拉伸特性,但是难以进行为了确保耐热性的组成调整。
相对于此,表2所示的实施例1~实施例9中,阻燃性、耐热性和拉伸特性均良好。该实施例1~实施例9中,基础聚合物含有乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和氯化聚乙烯,阻燃剂含有溴系阻燃剂、三氧化二锑、氢氧化镁和锡酸锌中的3种以上。而且,相对于100质量份基础聚合物,阻燃剂为60质量份以上110质量份以下;相对于基础聚合物的总量,乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的丙烯酸乙酯含量为7质量%以上22质量%以下;相对于基础聚合物的总量,氯化聚乙烯的氯含量为1质量%以上10质量%以下。
例如,作为阻燃剂,可以使用溴系阻燃剂、三氧化二锑和氢氧化镁这3种,或者在其中加上锡酸锌的这4种。
此外,优选阻燃性树脂组合物含有前述阻燃剂以外的添加剂,相对于100质量份前述基础聚合物,阻燃剂以外的添加剂的总量为12质量份以上28质量份以下。
此外,阻燃剂以外的添加剂例如为稳定剂、金属离子钝化剂、填充剂、润滑剂和交联助剂。
需说明的是,通过化学交联法进行交联的情况下,阻燃剂以外的添加剂中含有交联剂,认为这时阻燃剂以外的添加剂的总量相对于100质量份前述基础聚合物也优选为12质量份以上28质量份以下。
本发明不限于前述实施方式和实施例,在不脱离其宗旨的范围内,可以进行各种变更。
(实施方式2)
本实施方式中,对实施方式1中说明的阻燃性树脂组合物在电缆中的应用进行说明。
<电缆的构成和制造方法>
图2为显示本发明一个实施方式涉及的电缆20的横截面图。如图2所示,本实施方式涉及的电缆(阻燃性电缆)20具备将3根前述电线10绞合而成的绞线、设于该绞线周围的介在物4、设于介在物4周围的缠绕带5、以及设于缠绕带5周围的护套3。护套3可以使用通用材料,例如氯乙烯树脂、氟树脂或聚乙烯等聚烯烃。
本实施方式的电缆20例如如下制造。首先,通过前述方法制造3根电线10。然后,将电线10周围用介在物4被覆,进一步将介在物4周围用缠绕带5被覆,然后,以被覆缠绕带5的方式将树脂组合物挤出,形成预定厚度的护套3。通过这样操作,能够制造本实施方式的电缆20。
本实施方式的电缆20包含具有阻燃性和机械特性的电线10,因此能够作为阻燃性和机械特性优异的阻燃性树脂电缆使用。
以本实施方式的电缆20具有将3根电线10绞合而成的绞线作为芯线的情况为例进行了说明,但芯线也可以为1根,还可以为3根以外的多芯绞线。此外,也可以采用电线10与护套3之间形成有其他绝缘层(护套)的多层护套结构。
此外,作为构成护套3的树脂组合物,可以使用实施方式1中说明的阻燃性树脂组合物。例如,以被覆前述缠绕带5的方式将树脂组合物挤出,形成预定厚度的护套3时,利用挤出成型机,以被覆缠绕带5周围的方式将实施方式1中说明的阻燃性树脂组合物挤出,形成护套3。需说明的是,也可以通过例如电子射线交联法或化学交联法使构成护套3的阻燃性树脂组合物交联。此外,这种情况下,关于内侧的电线10的绝缘层2,也可以使用实施方式1中说明的阻燃性树脂组合物以外的通用材料。
Claims (6)
1.一种阻燃性树脂组合物,其含有基础聚合物和阻燃剂,
所述基础聚合物仅含有乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和氯化聚乙烯,
所述阻燃剂含有溴系阻燃剂、三氧化二锑、氢氧化镁和锡酸锌中的3种以上,
相对于100质量份所述基础聚合物,所述阻燃剂为60质量份以上110质量份以下,
相对于所述基础聚合物的总量,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的丙烯酸乙酯含量为9.5质量%以上22质量%以下,
相对于所述基础聚合物的总量,所述氯化聚乙烯的氯含量为1质量%以上2.4质量%以下。
2.根据权利要求1所述的阻燃性树脂组合物,其中,
所述阻燃性树脂组合物含有所述阻燃剂以外的添加剂,
所述阻燃剂以外的添加剂选自稳定剂、金属离子钝化剂、填充剂、润滑剂、交联剂和交联助剂。
3.根据权利要求2所述的阻燃性树脂组合物,其中,相对于100质量份所述基础聚合物,所述阻燃剂以外的添加剂的总量为12质量份以上28质量份以下。
4.一种阻燃性绝缘电线,其具有导体和被覆在所述导体周围的绝缘层,所述绝缘层由权利要求1至3中任一项所述的阻燃性树脂组合物形成。
5.一种阻燃性电缆,其具有绝缘电线和被覆所述绝缘电线的护套,作为所述绝缘电线,具有权利要求4所述的阻燃性绝缘电线。
6.一种阻燃性电缆,其具有绝缘电线和被覆所述绝缘电线的护套,所述护套由权利要求1至3中任一项所述的阻燃性树脂组合物形成。
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