CN1639293A - 无卤素阻燃粘合带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无卤素阻燃粘合带，其包括在上面具有粘合层的粘合带基材，其中粘合带基材是氧指数至少为22的树脂组合物，所述树脂组合物包括与金属氢氧化物混和的基础树脂，所述基础树脂包括反应性丙烯软质树脂，并且其中粘合带基材在拉伸速度为300毫米/分钟条件下的100％模数小于1.4kgf/mm2，以及每毫米宽度的100％伸长时的载荷小于0.2kgf/mm。

Description

无卤素阻燃粘合带及其制造方法
发明领域
本发明涉及粘合带，其用于捆扎或保护电线和电缆，特别是车辆用线束；和涉及无卤素阻燃粘合带，其中实现了与通常和广泛使用的由聚氯乙烯制成的粘合带一样好的使用性能，即使当燃烧时也不生成有毒气体如氯气。本发明还涉及无卤素粘合带的制造方法。
背景技术
对于捆扎和保护那些构成车辆用线束的电线，广泛使用了由聚氯乙烯(PVC)制成的粘合带，其中在粘合带基材的一面形成包含软聚氯乙烯(PVC)粘合层。在由PVC制成的粘合带中，有使用性能好的优点，如当卷在构成线束的电线上时伸长度适当、可以容易地用手切割粘合带等，并且，另外同时具有适当的阻燃性质。
然而，近年来认为环境的保护是重要的，并且认为氯乙烯型塑料的使用是产生有毒的二氧芑的来源而有被禁止的趋势，从而正在进行开发由PVC制成的粘合带的替代品。例如，在专利3,007,081的公报中，描述了无卤素阻燃粘合带，其中粘合带包括由无卤素阻燃剂与烯聚合物混和而成的氧指数至少为22的树脂组合物，并在粘合带基材的一面形成粘合层，所述粘合带基材在拉伸速度为300毫米/分钟条件下的25％模数为0.8到1.5kgf/mm2、100％模数为1.4到2.0kgf/mm2、每毫米宽度的100％伸长率时的拉伸强度为0.2到0.4kgf/mm，以及断裂时的伸长率至少为100％。
发明公开
然而，虽然上述无卤素阻燃粘合带对具有相对大的直径和硬度的电线如动力电缆表现出良好的捆扎力，但当缠绕在相对小直径电线如构成车辆用线束的电线上时，其表现出差的随动性质，并且在捆扎时存在易于在粘合带和电线之间形成隆起(间隙)和被捆扎的电线变得疏松或最终外观差的问题。另外，粘合带基材的硬度有些高，因此，线束的柔软性差，使其附着于车辆时的可操作性差等。
另外，当在生产粘合带基材中进行高生产速度的压延成型时，作为成型材料的粘合带基材粘附于辊，因此，通过T形机头成型或通过吹胀成型进行生产。然而，T形机头成型通常比压延成型的生产速度慢，其生产率只有约三分之一。此外，虽然吹胀成型表现出比T形机头成型稍高的生产速度，但其生产率通常小于约压延成型的一半。此外，在吹胀成型中，得到的粘合带基材存在厚度变化比其它方法大的缺点。
考虑到这些情况实现了本发明，本发明提供无卤素阻燃粘合带，其阻燃性质与由PVC制成的粘合带类似、即使当燃烧时也不产生有毒气体、比由PVC制成的粘合带和常规的无卤素阻燃粘合带具有更好的使用性能和柔软性、特别适用于车辆用线束、并能够容易地进行将线束附着于车辆的操作等。本发明同时提供了以高生产率制造上述无卤素阻燃粘合带的方法。
为实现上述目的，本发明提供无卤素阻燃粘合带，其包括在其上具有粘合层的粘合带基材，
其中粘合带基材为氧指数至少为22的树脂组合物，所述树脂组合物包括与金属氢氧化物混和的基础树脂，以及所述基础树脂包括反应性丙烯软质树脂，以及
其中粘合带基材在拉伸速度为300毫米/分钟条件下的100％模数小于1.4kgf/mm2，以及在每毫米宽度的100％伸长时的载荷小于0.2kgf/mm。
本发明另外提供无卤素阻燃粘合带的制造方法，其包括：
(a)将包括反应性丙烯软质树脂的基础树脂与金属氢氧化物混合，从而制备氧指数至少为22的树脂组合物；
(b)对树脂组合物进行压延成型，从而制备具有预定厚度的粘合带基材；和
(c)在所述粘合带基材的一个表面上形成粘合层。
优选实施方案
以下详细说明本发明。
对于本发明的无卤素阻燃粘合带中的粘合带基材，将金属氢氧化物作为阻燃剂与包含反应性丙烯软质树脂的基础树脂混和并将得到的树脂组合物模制为带状。在反应型丙烯软质树脂中，将丙烯和乙烯丙烯同时聚合，与其它丙烯烃树脂相比，其具有高的柔软性，从而可制备具有高柔软性的粘合带基材。另外，反应性丙烯软质树脂为烯烃型和非交联型，因此，其具有容易回收的优点。
上述反应性丙烯软质树脂的特征的例子为比重为约0.88(JISK7112)、100％伸长率时的拉伸强度为约6.7MPa(JIS K6251)、拉伸断裂应力为约14MPa(JIS K6251)和MFR为约1.5G/10分钟(JIS K7210)。
在本发明中，术语“软质”根据JIS K7215为至多60的HDD。
反应性丙烯软质树脂也可为市售的，例如可适当地使用由K.K.Tokuyama生产的用于挤压成型的低硬度级产品“M142E”、“R11OE”等。
基础树脂可以是单独的上述反应性丙烯软质树脂、或根据需要为其与其它树脂的混合物。对于可混和的树脂，可包括烯烃树脂如聚乙烯或聚丙烯。此时的混合比在满足后面提及的制成粘合带基材时的拉伸特征的范围内适当地选择。
对于作为阻燃剂的金属氢氧化物，可使用已知物质，如氢氧化镁、氢氧化铝和氢氧化钙，以及同样可使用至少两种的混合。选择金属氢氧化物与基础树脂的混合量以满足与聚氯乙烯粘合带具有类似的阻燃性质，或具体地说，氧指数至少为22(JIS K7201-2)以及后面提及的当制成粘合带基材时的拉伸特征。
随着金属氢氧化物的混合量的增加，阻燃性质变高，而拉伸特征下降。在本发明中，虽然阻燃性质是优先考虑的，但优选控制金属氢氧化物的混合量，使得金属氢氧化物基于100重量份的基础树脂为约50重量份。
基础树脂可适当地与抗氧化剂、着色剂、无机填料、润滑剂、软化剂、紫外线吸收剂等混和，其混和程度为不使阻燃性质和拉伸特征下降。它们全部是已知的通常与粘合带混和的那些。
如上形成的树脂组合物被模制成带状，得到粘合带基材，在本发明中，可采用生产速度优异的压延成型方法。在常规的无卤素阻燃粘合带的生产中，通过T形机头成型或吹胀成型生产粘合带基材。这是因为在其中普通的烯烃树脂用作基础树脂的树脂组合物中，当进行压延成型时，作为成型产品的粘合带基材粘着于辊上。因此到目前为止，不可避免地通过生产速度低的方法如T形机头成型(约为压延成型方法的三分之一)或吹胀成型方法(约为压延成型方法的一半)生产粘合带基材。另外，在吹胀成型中，存在得到的粘合带基材的厚度变化比使用其它方法生产的基材厚度大的缺点。在本发明中，使用反应型丙烯软质树脂，从而有可能通过压延成型方法生产粘合带基材，其中不发生粘辊，生产速度高并且厚度变化小。
对压延成型的条件没有特别限制，其根据树脂组合物的组成、预定的粘合带厚度等适当地调整。
优选得到的粘合带基材的厚度为0.03到0.4毫米或，特别是0.05到0.15毫米。当粘合带厚度小于0.03毫米时，其太薄而难以得到充分的强度，从而粘合带易于破裂。另一方面，当粘合带厚度大于0.4毫米时，难以用手截断并且可加工性变差。
在本发明中，粘合带基材的拉伸特征为在拉伸速度为300毫米/分钟条件下的100％模数小于1.4kgf/mm2和在每毫米宽度的100％伸长时的载荷小于0.2kgf/mm。
当100％模数至少为1.4kgf/mm2时，在将粘合带围绕电线缠绕时粘合带几乎不伸长并且在粘合带和电线之间易于产生隆起。特别优选100％模数为0.7到1.2kgf/mm2。
当每毫米宽度的100％伸长时的载荷至少为0.2kgf/mm时，同上，粘合带几乎不伸长，当捆扎电线制备线束时，线束表现出差的柔软性，这严重地影响将线束附着于车辆的操作，等等。特别优选每毫米宽度的100％伸长时的载荷为0.04到0.1kgf/mm。
然后，在上述粘合带基材的一面上形成粘合层，从而完成本发明的无卤素阻燃粘合带。顺便提及，粘合剂可为已知用于粘合带的粘合剂，同样地对其厚度没有特别限制。另外，对于形成粘合层的方法没有特别限制，例如，可采用其中将粘合剂溶解于适当的溶剂中并将得到的溶液施用于粘合带基材上并干燥的方法。
实施例
以下参考实施例更详细地说明本发明。然而，本发明不受这些实施例的限制。
(粘合带样品的制备)
将由K.K.Tokuyama生产的“M142E”(一种反应性丙烯软质树脂)(100重量份)与40重量份的氢氧化镁混和并充分捏合，得到的树脂组合物经过压延成型方法(生产速度：50m/分钟)，得到厚度0.050毫米的粘合带基材。在这一粘合带基材上施用粘合剂并干燥，制备无卤素阻燃粘合带(本发明的产品)。
出于比较目的，通过将50重量份的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、40重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10重量份的聚丙烯和40重量份的氢氧化镁混合制备树脂组合物，并经过吹胀成型方法(生产速度：20m/分钟)得到厚度0.050毫米的粘合带基材。在粘合带基材上施用粘合剂并干燥，制备无卤素阻燃粘合带(常规产品)。
还是出于比较目的，使用聚氯乙烯成型材料通过压延成型方法(生产速度：50m/分钟)制备厚度为0.050毫米的粘合带基材。在粘合带基材上施用粘合剂并干燥，制备由PVC制成的粘合带。
(拉伸特征的测量)
测量各粘合带基材的100％模数、每毫米宽度的100％伸长时的载荷以及在拉伸速度为300毫米/分钟条件下的拉伸强度。结果如表1中所示。
(粘合带隆起的证实)
将各全长约350毫米和直径0.5毫米的三十条电线捆成一捆，然后使用以上各粘合带通过半缠绕(使用粘合带全宽的一半宽度叠放)方式进行捆扎。然后使其放置预定的时间段，并通过裸眼检查粘合带和电线之间的隆起。结果如表1中所示。
(线束(WH)的柔软性评价)
将各全长约350毫米和直径0.5毫米的三十条电线捆成一捆，然后使用以上各粘合带通过半缠绕方式捆扎，制各样品。将样品放置于间隔100毫米排列的一对圆柱体(直径：19毫米)上，使样品以直角与圆柱体交叉。
然后，保持测量温度(-10℃、10℃和30℃)，在圆柱体之间的中间部分向下拉伸样品，测量从样品弯曲直到其从圆柱体落下的最高载荷。结果如表1中所示。
表1
   评价项目   单位  常规产品  本发明的产品 由PVC制成的粘合带
  100％模数   kgf/mm2     1.4     1.0     1.4
  100％伸长率时的载荷   kgf/mm     0.2     0.05     0.1
  拉伸强度   kgf/mm2     2.4     2.0     2.4
  粘合带的隆起   -     有     无     无
WH的柔软性     -10℃   N     110     105     120
    10℃   N     65     60     70
    30℃   N     40     40     40
生产率     成型方法   -     吹胀     压延辊制     压延辊制
    生产速度   m/min     20     50     50
    厚度变化   -     大     基本上为零     基本上为零
如表1所示，注意到本发明的产品未表现出隆起，与由PVC制成的粘合带和常规产品比较时，特别是在低温下捆扎线束具有良好的柔软性。
还测量了粘合带基材的粘合带厚度，常规产品中粘合带厚度发生变化。
工业实用性
如以上所说明的，现在能够有效地生产阻燃性质与由PVC制成的粘合带类似的无卤素阻燃粘合带，其即使在燃烧时也不产生有毒气体，并具有比由PVC制成的粘合带和常规无卤素阻燃粘合带更好的使用性能和柔软性。

Claims (4)

1.一种无卤素阻燃粘合带，其包括具有粘合层的粘合带基材，
其中粘合带基材是氧指数至少为22的树脂组合物，所述树脂组合物包括与金属氢氧化物混和的基础树脂，以及所述基础树脂包括反应性丙烯软质树脂，和
其中粘合带基材在拉伸速度为300毫米/分钟条件下的100％模数小于1.4kgf/mm2，每毫米宽度的100％伸长时的载荷小于0.2kgf/mm。
2.权利要求1的无卤素阻燃粘合带，其中粘合带基材的厚度为0.03到0.4毫米。
3.权利要求1或2的无卤素阻燃粘合带，其中所述粘合带用于捆扎和保护车辆用线束。
4.无卤素阻燃粘合带的制造方法，该方法包括：
(a)将包括反应性丙烯软质树脂的基础树脂与金属氢氧化物混合，从而制备氧指数至少为22的树脂组合物；
(b)对树脂组合物进行压延成型，从而制备具有预定厚度的粘合带基材；和
(c)在所述粘合带基材的一个表面上形成粘合层。
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