DE102008003069A1

DE102008003069A1 - Polypropylenhaltige flammhemmende Harzformulierung und mit der gleichen Formulierung beschichtetes isoliertes elektrisches Kabel

Info

Publication number: DE102008003069A1
Application number: DE102008003069A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Susono Hashimoto
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2008-01-03
Publication date: 2008-07-17
Also published as: US20080167422A1; JP2008169273A

Abstract

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt die Bereitstellung halogenfreier polypropylenhaltiger flammhemmender Harzformulierungen mit hohem Grad an Schlagbeständigkeit. Genauer gesagt beabsichtigt die vorliegende Erfindung die Bereitstellung einer halogenfreien polypropylenhaltigen flammhemmenden Harzformulierung, welche hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wie etwa der Zugfestigkeit, Flexibilität, Niedertemperatur-Biegeeigenschaften, chemischen Beständigkeit, Wärmebeständigkeit und Abriebsbeständigkeit ausgezeichnet ist, sowie eines elektrischen Kabels mit einer Isolationsbeschichtung, die aus dieser halogenfreien polypropylenhaltigen flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden ist und einen hohen Grad an Schlagbeständigkeit aufweist. Die vorstehend erwähnte Aufgabe kann durch eine polypropylenhaltige flammhemmende Harzformulierung mittels viskoelastischem Eigenschaftswert tan delta größer oder gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und einer Durometerhärte vom Typ D von 68 bis 74, die eine Grundharzzusammensetzung, welche 65 bis 90 Gewichtsteile Polypropylen und 10 bis 35 Gewichtsteile wenigstens einer Komponente, die aus der aus polyethylenbasierten Harzen, olefinbasierten thermoplastischen Elastomeren und styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren bestehenden Gruppe ausgewählt ist, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung umfasst, und 60 bis 100 Gewichtsteile eines anorganischen flammhemmenden Additivs, basierend ...

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-2372 , eingereicht am 10. Januar 2007, deren gesamte Offenbarung explizit mittels Bezugnahme hierin mit aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Propylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung mit einem hohen Niveau an Stoßbeständigkeit und betrifft genauer genommen eine Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung, welche hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wie der Zugeigenschaften, Flexibilität, Niedertemperatur-Biegeeigenschaften, chemischen Beständigkeit, Wärmebeständigkeit und Abriebsfestigkeit ausgezeichnet ist und welche keine toxischen Gase wie etwa Halogenhaltiges Gas während der Verbrennung ausströmen lässt. Die vorliegende Erfindung betrifft ein isoliertes elektrisches Kabel mit einer isolierenden Beschichtung, die aus der vorstehenden Polypropylen haltigen Flammhemmenden Harzformulierung und mit einem hohen Grad an Stoßbeständigkeit ausgebildet ist.
(2) BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK
Da Polypropylen Herkömmlicherweise mit geringen Kosten erhältlich ist und hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, Wärmebeständigkeit, chemischen Beständigkeit, Herstellungsperformance und Recyclingperformance ausgezeichnet ist, wurde es weit verbreitet in einer großen Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten wie etwa in Automobilen, elektronischen Teilen, Einpackmaterialien usw. eingesetzt.
Inzwischen sind Polypropylenbasierte Harze leicht Flammen ausgesetzt und deshalb sollten sie in speziellen Anwendungen, in denen eine Flammhemmende Eigenschaft erforderlich ist, mit einer Vielfalt von Flammhemmenden Additiven vermischt sein.
Ferner sind hinsichtlich der Möglichkeit von Umweltschäden Polypropylenbasierte Harze erwünscht, die keine toxischen Gase während ihrer Verbrennung erzeugen.
Zur Zeit umfassen die am meisten eingesetzten Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen Grundharzzusammensetzungen, die aus Polypropylen bestehen, sowie Polyolefinbasierte Harze oder thermoplastische Elastomere. Die Grundharzzusammensetzung kann mit Metallhydroxiden als Halogenfreie Flammhemmende Additive vermischt sein.
Um jedoch das gleiche Niveau an Flammhemmender Eigenschaft wie die Halogenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen zu erzielen, müssen die Metallhydroxidinhaltsstoffe in großen Mengen zu der Grundharzzusammensetzung hinzugegeben werden. Aufgrund des in großen Mengen hinzugegebenen Metallhydroxids liefert das aus der Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierung erzeugte Endprodukt nicht die erforderliche Flexibilität, nicht die Niedertemperatur-Biegeeigenschaften und mechanische Eigenschaften wie etwa die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung. Demgemäß wurden zur Verbesserung der vorstehend erwähnten mechanischen Eigenschaften usw. in der konventionellen Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierung ein breites Spektrum an Studien durchgeführt und deshalb wurde eine Vielfalt an Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen vorgeschlagen. Zum Beispiel wird auf die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-313377 Bezug genommen. Diese Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen können zum Beispiel in der Isolationsbeschichtung von elektrischen Kabeln verwendet werden.
Obwohl solche Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen Gewöhnlicherweise Flammhemmende Eigenschaften, mechanische Eigenschaften und Abnutzungsbeständigkeitsanforderungen genügen, sind sie, verglichen mit den Halogenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen, sehr anfällig für aüßere Stöße.
Demgemäß bedürfen die herkömmlichen Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen, insbesondere wenn sie als Isolationsbeschichtungen auf einem elektrischen Kabel eingesetzt werden, Verbesserungsbedarf hinsichtlich ihrer schlechten Stoßbeständigkeit, wie vorstehend beschrieben worden ist.
Insbesondere in dem Fall, in dem mehrere isolierte elektrische Kabel mit metallischen Kabelschuhen bzw. Kabelenden (terminal) an ihren Enden zusammengebunden werden, um ein Bündel an elektrischen Kabeln herzustellen, wird die isolierende Beschichtung der entsprechenden elektrischen Kabel oft durch die metallischen Kabelschuhe beschädigt. Wenn mehrere elektrische Kabel, von denen jedes von den anderen hinsichtlich der Länge unterschiedlich ist und mit einem Kabelschuh ausgestattet ist, zur Herstellung eines Bündels an elektrischen Kabeln zusammengebunden werden, zum Beispiel während der Herstellung eines Kabelstranges wird bei Bedarf wenigstens eines der elektrischen Kabel aus dem Bündel der elektrischen Kabel herausgezogen, welche zusammengebunden sind.
In diesem Fall werden die Beschichtungsschichten der verbleibenden elektrischen Kabel oft mit dem Kabelschuh des elektrischen Kabels (der elektrischen Kabel), das (die) herausgezogen wird (werden), (d. h. das ausgewählte) gerieben, um dadurch eine Beschädigung der Beschichtungsschichten der verbleibenden elektrischen Kabel zu verursachen. Als solche hat die momentan eingesetzte Beschichtungsschicht, die aus der vorstehend erwähnten Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt ist, die Tendenz, dass sie signifikant beschädigt wird, und zwar verglichen mit der Beschichtungsschicht, die aus einer Halogenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt ist. Die resultierenden Kratzer, Beschädigungen oder Defekte auf der Beschichtungsschicht können nachteilig die Wasserdichtigkeitseigenschaften, die Beständigkeit, die Zuverlässigkeit und das Erscheinungsbild des Bündels der elektrischen Kabel beeinflussen.
Demgemäß müssen die vorstehend erwähnten Probleme der momentan eingesetzten Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen im Stand der Technik für einen langen Zeitraum bis jetzt verbessert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, beabsichtigt die vorliegende Erfindung, eine Halogenfreie Propylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung mit hohem Grad an Stoßbeständigkeit zu liefern. Genauer gesagt beabsichtigt die vorliegende Erfindung, eine Halogenfreie Propylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung zu liefern, welche hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wie etwa der Zugfestigkeit, Flexibilität, Niedertemperatur, Biegeeigenschaften, chemischen Beständigkeit, Wärmebeständigkeit und Abriebsbeständigkeit ausgezeichnet ist, sowie ein elektrisches Kabel mit einer Isolationsbeschichtung bereit zu stellen, die aus der vorhergehenden Halogenfreien Propylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden ist und die einen hohen Grad an Stoßbeständigkeit aufweist.
In dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung mit einem viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ von größer oder gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz, und einer Durometerhärte vom Typ D von 68 bis 74 bereitgestellt, welche eine Grundharzzusammensetzung umfasst, die 65 bis 90 Gewichtsteile Polypropylen und 10 bis 35 Gewichtsteile wenigstens einer Komponente, ausgewählt aus der aus Polyethylenbasierten Harzen, Olefinbasierten thermoplastischen Elastomeren und Styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, und 60 bis 100 Gewichtsteile eines anorganischen Flammhemmenden Additivs, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, umfasst.
Im zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein isolierendes elektrisches Kabel für den Einsatz in einem Automobil mit einer Isolationsbeschichtung bereit gestellt, die aus der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist.
Zum Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung wird die folgende detaillierte Erläuterung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben. Es soll jedoch so verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung keineswegs durch die Ausführungsformen beschränkt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In einer Halogenfreien Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Mischung aus 65 bis 90 Gewichtsteilen Polypropylen als eine Grundharzzusammensetzung verwendet, wobei die verbleibenden Gewichtsteile wenigstens aus einer Komponente bestehen, die aus der aus Polyethylenbasierten Harzen, Olefinbasierten thermoplastischen Elastomeren und Styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Für den erfindungsgemäßen Einsatz zweckmäßiges Polypropylen schließt ein Polypropylenblock Copolymer oder ein Polypropylenhomopolymer mit ein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel wird ein solches Polypropylenblockcopolymer unter der Marke E-150GK von PRIME POLYMER CO., LTD mit Sitz in Japan, oder der Marke BC8 von NIPPON POLYPRO CO., LTD mit Sitz in Japan vertrieben. Zum Beispiel wird ein solches Polypropylenhomopolymer unter der Marke PL400A von SUNALLOMER CO., LTD mit Sitz in Japan oder unter der Marke FY6C von NIPPON POLYPRO CO., LTD, mit Sitz in Japan vertrieben. Unter diesen Polypropylenharzen ist das Polypropylenblockcopolymer für die Vorsehung eines elektrischen Kabels und insbesondere für ein in einem Automobil eingesetztes elektrisches Kabel mit einer Isolationsbeschichtungsschicht zweckmäßig, und zwar aufgrund seiner ausgezeichneten Elastizität, mechanischen Eigenschaften wie etwa Zugfestigkeit, Abriebbeständigkeit, Flexibilität usw.
Ein Polyethylenbasiertes Harz, Olefinbasiertes thermoplastisches Elastomer oder Styrolbasiertes thermoplastisches Elastomer, welches mit der Polypropylenkomponente kompatibel ist, wird zu dem Polypropylen hinzugegeben, um die Flexibilität, Niedertemperatur- Beständigkeit usw. der Polypropylenkomponente zu steigern.
Für den erfindungsgemäßen Einsatz, zweckmäßiges Polyethylenharz schließt niederdichtes Polyethylen mit ein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel wird ein solches niederdichtes Polyethylen unter der Marke 2015M von PRIME POLYMER CO., LTD, mit Sitz in Japan oder unter der Marke Novatec LC605Y von NIPPON POLYCHEM CO., LTD. mit Sitz in Japan vertrieben. Ein für den erfindungsgemäßen Einsatz zweckmäßiges Olefinbasiertes thermoplastisches Elastomer schließt Ethylenpropylenkautschuk wie etwa EPM (ebenso „EPR" genannt) und EPDM in seinen weichen Abschnitten mit ein, ist aber nicht darauf beschränkt. Ein für den erfindungsgemäßen Einsatz zweckmäßiges thermoplastisches Elastomer aus Styrol schließt ein Copolymer aus einem Polystyrolblock und einem Polyethylen-Polypropylenblock oder ein Copolymer aus einem Polystyrolblock und einem Polyethylen-Polybutylenblock mit ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
Polyethylenharze, olefinische thermoplastische Elastomere oder thermoplastische Elastomere aus Styrol werden in Mengen im Bereich von 10 bis 35 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet. Falls diese Polyethylenharze, olefinischen thermoplastischen Elastomere oder thermoplastischen Elastomere aus Styrol in Mengen von weniger als 10 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet werden, steigt der viskoelastische Eigenschaftswert bzw. Verlustfaktor tan δ an und beeinf lusst dadurch nachteilig die Stoßbeständigkeit. Wenn andererseits diese Polyethylenharze, olefinischen thermoplastischen Elastomere oder thermoplastische Elastomere aus Styrol in Mengen von größer als 35 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet werden, steigt die Flexibilität merklich und verursacht dadurch eine Absenkung der Stoßbeständigkeit.
Ein anorganisches Flammhemmendes Additiv wird ebenso zu der vorstehend erwähnten Grundharzzusammensetzung hinzugebeben. Das anorganische Flammhebende Additiv ist bevorzugt in Partikel- bzw. Teilchenform. Für eine elektrische Isolation wird bevorzugt Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid als das anorganische Flammhemmende Additiv verwendet.
Die Menge des anorganischen Flammhemmenden Additivs wird im Bereich von 60 bis 100 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, eingestellt. Falls das anorganische Flammhemmende Additiv in Mengen von weniger als 60 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet wird, können hinreichende Flammhemmende Eigenschaften kaum erzielt werden. Wenn andererseits das anorganische Flammhemmende Additiv in Mengen von größer als 100 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet wird, ist die mechanische Festigkeit des Endprodukts nach der Formung signifikant verringert. Demgemäß wird das anorganische Flammhemmende Additiv weiter bevorzugt in Mengen im Bereich von 70 bis 90 Gewichtsteilen, basie rend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Inhaltsstoffen kann die erfindungsgemäße Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung 0,1 bis 5 Gewichtsteile eines phenolischen Antioxidans, 0,1 bis 5 Gewichtsteile eines Kupferinhibitors wie etwa Hydrazinderivate oder 0,1 bis 3 Gewichtsteile eines Gleitmittels wie etwa Fettsäurederivate, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, mit einschließen.
Die Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mittels eines Kneters, eines Banburymischers, eines Walzenmischers usw. vermischt. Falls notwendig kann die Harzformulierung Extrusionsgeformt werden und das so erhaltene Produkt kann danach in Pelettform geschnitten werden.
Die erfindungsgemäße Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung sollte einen viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ von größer oder gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 3 Hz sowie eine Durometerhärte vom Typ D von 68 bis 74 aufweisen.
In der erfindungsgemäßen Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung kann das Harz mit einem viskoelastischen Eigenschaftswert bzw. Verlustfaktor tan δ (bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz) von größer oder gleich 0,1 alleine oder in Kombination mit anderem Harz (anderen Harzen), das (die) einen viskoelastischen Eigenschaftswert bzw. Verlustfaktor tan δ (bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz) von weniger als 0,1 hat (haben), verwendet werden, zeigt aber keinen verringerten tan δ-Wert trotz steigender Frequenz.
Der viskoelastische Eigenschaftswert bzw. Verlustfaktor tan δ ist ein Wert, der durch Teilen eines Verlustmoduls E'' durch einen Speichermodul E' erhalten wird. Das Sinken der Härte resultiert typischerweise in einem Anstieg des Verlustmoduls E'' und einem Absinken des Speichermoduls E', wodurch der Wert tan δ ansteigt.
Wenn zum Beispiel ein Material deformiert und dann entlastet wird, wird ein Anteil der gespeicherten Deformationsenergie mit einer Geschwindigkeit abgegeben, welche eine fundamentale Eigenschaft des Materials ist. D. h., das Material geht in eine gedämpfte Oszillation bzw. Schwingung. Ein Anteil der Deformationsenergie wird in anderer Form verbraucht. Je größer der Verbrauch ist, desto schneller geht die Oszillation vorüber. Wenn die verbrauchte Energie gespeichert wird, wird das Material mit seiner natürlichen Resonanzfrequenz vibrieren. Die Resonanzfrequenz hängt mit dem Modul (Steifheit) des Materials zusammen. Folglich hängt der Energieverbrauch mit der Stoßbeständigkeit zusammen. Demgemäß gilt, dass je größer das Verlustmodul E'' ist, desto mehr Energie wird verbraucht. D. h., dass ein hoher Wert des Verlustmoduls E'' einen hohen Grad an Stoßbeständigkeit (d. h. Beständigkeit gegenüber Beschädigungen) anzeigt. Die erfindungsgemäße Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung kann durch Anpassung seiner Durometerhärte vom Typ D in ei nen Bereich zwischen 68 und 74 für die Aufrechterhaltung einer guten Abriebbeständigkeit, zum Beispiel in elektrischen Kabeln, und der Anpassung seines viskoelastischen Eigenschaftswertes bzw. Verlustfaktors tan δ in einem Ausmaß von größer oder gleich 0,1 einen hohen Grad an Stoßbeständigkeit haben.
Vor der vorliegenden Erfindung wurde die vorstehende Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung mit einem viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ von größer oder gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und einer Durometerhärte vom Typ D von 68 bis 74 noch niemals offenbart oder vorgeschlagen.
Ein aus einer Flammhemmenden Harzformulierung mit einem viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ (bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz) von weniger als 0,1 erzeugter geformter Gegenstand wird nicht genügend Stoßbeständigkeit aufweisen und ist deshalb nicht für eine Anwendung wie etwa einer Beschichtungsschicht eines elektrischen Kabels geeignet.
Ebenso wird eine Flammhemmende Polypropylenharzformulierung mit einer Durometerhärte vom Typ D von weniger als 68 nicht genügend Abriebsbeständigkeit liefern. Andererseits wird eine Harzformulierung mit einer Durometerhärte vom Typ D von größer als 74 dazu neigen, einen viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ von weniger als 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz aufzuweisen und wird deshalb keine Stoßbeständigkeit haben.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger unter Bezugnahme auf die folgenden speziellen Ausführungsformen verständlich, welche aber nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzend ausgelegt werden sollen, sondern nur zum Zwecke der Veranschaulichung sind.
Beispiele
Beispiele der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung gemäß der vorliegenden Erfindung und des isolierten elektrischen Kabels mit einer Isolationsbeschichtungsschicht, die aus der gleichen Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden ist, werden hierin nachstehend detaillierter veranschaulicht.
Herstellung der Propylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung

Beispiel 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11 der Propylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung wurden entsprechend durch Vermischen der in Tabelle 1 aufgeführten Materialien 1 bis 5 in einem speziellen Verhältnis (d. h. Gewichtsteile) wie es in der Tabelle 2 aufgeführt ist, und durch Rühren der resultierenden Mischung in einem Sandmischer mit einer Schraube (45 mm⌀) hergestellt. Alle so erhaltenen Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen waren hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wie etwa Zugfestigkeit, Flexibilität, Niedertemperatur-Biegeeigenschaften, chemischer Beständigkeit und Wärmebeständigkeit ausgezeichnet und erzeugten keine to xischen Gase während ihrer Verbrennung. In den nachstehenden Tabellen 2 und 3 stehen „Bsp" und Vgl.-Bsp." jeweils für Beispiel bzw. Vergleichsbeispiel. Tabelle 1. Materialen für die Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung

Material 1	Polypropylen	PL400A^® (SARTOMER CO., LTD.)
Material 2	Polyethylenbasiertes Harz	2015M^® (PRIME POLYMER CO., LTD.)
Material 3	Polyolefinbasiertes Elastomer	R110E^® (PRIME POLYMER CO., LTD.)
Material 4	Styrolbasiertes Elastomer	S4033^® (KURARAY TO., LTD.)
Material 5	Magnesiumhydroxid	KISUMA5A^® (KYOWA CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.)

Tabelle 2. Die Zusammensetzung und Härte der entsprechend Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen (Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11)

	Zusammensetzung (Gewichtsteile)					Härte JIS D
	Material 1	Material 2	Material 3	Material 4	Material 5	Härte JIS D
Bsp. 1	68	10	15	7	80	70
Bsp. 2	87	0	8	5	80	73
Bsp. 3	75	10	10	5	80	71
Bsp. 4	68	10	15	7	70	68
Bsp. 5	68	10	15	7	90	72
Vgl.-Bsp. 1	68	8	24	0	80	73
Vgl.-Bsp. 2	77	9	14	0	80	75
Vgl.-Bsp. 3	85	0	5	10	80	66
Vgl.-Bsp. 4	80	5	5	10	80	71
Vgl.-Bsp. 5	90	0	0	10	80	73
Vgl.-Bsp. 6	70	10	15	5	80	71
Vgl.-Bsp. 7	80	5	10	10	80	70
Vgl.-Bsp. 8	100				80	72
Vgl.-Bsp. 9		100			80	56
Vgl.-Bsp. 10			100		80	24
Vgl.-Bsp. 11				100	80	22

Die Herstellung der isolierten elektrischen Kabel für die Auswertung.

Für die Auswertung und den Vergleich von einigen Leistungen und Eigenschaften der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 11 der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung, wie sie vorstehend beschrieben wurden, wurden elektrische Kabel mit jeweils einer Isolationsbeschichtungsschicht jeweils aus den Beispielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispielen 1 bis 11 der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformu lierungen erzeugt. Im Detail wurden die Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Formulierungen der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 11 jeweils in einem Extruder, insbesondere in einem Extruder für ein elektrisches Kabel mit einem Durchmesser von 60 mm, L/D von 24,5 und einer FF-Schraube eingefüllt und wurden dann auf einen elektrischen Leiter mit einer Geschwindigkeit von 600 mm/min und einer Temperatur von 230°C extrudiert, um 10 isolierte elektrische Kabel mit jeweils einem äußeren Durchmesser von 1,20 mm herzustellen. Vor der Extrusion der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung auf dem elektrischen Leiter hatte der elektrische Leiter eine Fläche von 0,3395 mm² und wurde durch Verdrillen von 7 Filamenten mit einem Durchmesser von 0,2485 mm erzeugt. Tabelle 3. Aus den entsprechenden Tests für die dynamische Viskoelastizität, Abkratzabriebsbeständigkeit und Stoßbeständigkeit erhaltene Ergebnisse

	Dynamische Viskoelastizität		Abkratzabriebsbeständigkeit		Stoßbeständigkeit
	tan δ		Abkratzabriebsbeständigkeit		Zahl der Defekte			Auswertung
	1 Hz	30 Hz	Nr.	Auswertung	gestrichelt	geradlinig	gesamt	Bestanden
Bsp. 1	0,154	0,129	443	Bestanden	2	0	2	Bestanden
Bsp. 2	0,144	0,120	835	Bestanden	2	2	4	Bestanden
Bsp. 3	0,131	0,118	569	Bestanden	3	1	4	Bestanden
Bsp. 4	0,157	0,127	374	Bestanden	1	1	2	Bestanden
Bsp. 5	0,137	0,117	568	Bestanden	3	1	4	Bestanden
Vgl.-Bsp. 1	0,111	0,099	852	Bestanden	9	6	15	Versagen
Vgl.-Bsp. 2	0,114	0,100	1395	Bestanden	7	11	18	Versagen
Vgl.-Bsp. 3	0,318	0,377	94	Versagen	2	2	4	Bestanden
Vgl.-Bsp. 4	0,105	0,091	382	Bestanden	10	6	16	Versagen
Vgl.-Bsp. 5	0,091	0,083	750	Bestanden	8	9	17	Versagen
Vgl.-Bsp. 6	0,099	0,091	468	Bestanden	7	5	12	Versagen
Vgl.-Bsp. 7	0,118	0,097	332	Bestanden	6	2	8	Versagen
Vgl.-Bsp. 8	0,045	0,093	311	Bestanden	9	7	16	Versagen
Vgl.-Bsp. 9	0,148	0,101	27	Versagen	5	1	6	Versagen
Vgl.-Bsp. 10	0,101	0,156	8	Versagen	3	1	4	Versagen
Vgl.-Bsp. 11	0,106	0,238	7	Versagen	3	2	5	Versagen

Testverfahren für die dynamische Viskoelastizität.
Die vorhergehenden 10 isolierten elektrischen Kabel mit jeweils einer Isolationsbeschichtung, die aus der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden ist, wurden hinsichtlich der dynamischen Viskoelastizität gemessen. In diesem Test wurden ein Testgerät, welches unter der Marke TRYTEC 2000 von SIMADZU MANUFACTURING CO., LTD. vertrieben wird, und eine Zugspannvorrichtung (d. h. eine Messklammervor richtung) eingesetzt. Mehrere Blätter mit einer Dicke von 0,2 mm wurden jeweils aus den entsprechenden Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen der vorhergehenden Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11 erzeugt. Eine Testprobe mit einer Länge von 12 mm, einer Breite von 6 mm und einer Dicke von 0,2 mm wurden aus jeweils den mehreren vorhergehenden Blättern hergestellt. Diese Testproben wurden entsprechend für die dynamische Viskoelastizität mit einer Last von 3,33 N und einer Temperatur von 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und einer Amplitude von 0,05 mm entsprechend gemessen. Die aus diesem dynamischen Viskoelastizitätstest erhaltenen Ergebnisse wurden in Tabelle 3 aufgeführt.
Testverfahren für die Abkratzabriebsbeständigkeit
Die Testprobe wurde einem Abriebsbeständigkeitstest mit einer Last von 7 N unter Verwendung eines Pianodrahtes mit einem Durchmesser von 0,45 mm als einem Blatt bzw. einer Klinge gemäß dem Klingen-Hin-und-Herbewegungsverfahren, wie es durch Japan Automobile Standard Organization (JASO) D611-12-(2) definiert ist, unterzogen. Die Anzahl durchgeführter Hin- und Herbewegungen, bis die Klinge in Kontakt mit dem Metallstab (metal rod) kam, wurde dann bei 4 Punkten pro Testprobe gemessen. In der Messung wurde der Minimalwert als ein Messwert aufgezeichnet. Die Testergebnisse wurden auf einer Basis Bestanden/Versagen wie nachstehend beschrieben ausgewertet. Wenn die Anzahl der Wiederholungen größer gleich 300 war, wurde die entsprechende Testprobe als „Bestanden" eingeteilt. Dies bedeutete, dass sie genügend Abriebsbeständigkeit auf weist, um in einem Automobil eingesetzt zu werden. Wenn andererseits die Anzahl der Hin- und Herbewegungen kleiner als 300 war, wurde die entsprechende Testprobe als „Versagen" bewertet. Dies bedeutete, dass sie ungenügende Abriebsbeständigkeit aufweist, um in einem Automobil eingesetzt zu werden. Dieser Test wurde durchgeführt, um die Abriebsbeständigkeit des isolierten elektrischen Kabels, das in einem Automobil unter einer Bedingung eingesetzt werden soll, bei dem das Automobil Wiederholtermassen mit kontinuierlichem Vibrieren über eine lange Zeitdauer bewegt (robbed) wird, herauszufinden.
Testverfahren für das Herausziehen eines elektrischen Kabels
Dieser Test (d. h. das Herausziehen eines elektrischen Kabels) wurde unter der Annahme, dass elektrische Kabel während der Herstellung eines in einem Automobil eingesetzten Kabelstranges herausgezogen werden, durchgeführt.
Im Detail wurden 50 elektrische Kabel, wobei jedes eine Länge von 2 m und Kupferkabelschuhen bzw. Kupferkabelenden an den beiden Enden hatten, innerhalb eines runden Rohrs mit einer Länge von 2 m und einem Durchmesser von 70 mm platziert. In dieser Anordnung wurde ein Ende eines jeden elektrischen Kabels entsprechend zur äußeren Umgebung bis zu ungefähr 5 cm frei gelegt.
Anschließend wurde ein elektrisches Kabel aus der Röhre mit 50 elektrischen Kabeln herausgezogen und dann wurde der vorhergehende Verfahrensschritt Wiederhol teermaßen durchgeführt, bis jedes der 50 elektrischen Kabel komplett aus der Röhre herausgezogen waren. Beschädigungen, Kratzer, Defekte usw. auf der Oberfläche des elektrischen Kabels, welches als letztes herausgezogen wurde, wurde mit den bloßen Augen untersucht. Die Testergebnisse wurden auf einer Basis Bestanden/Versagen ausgewertet und sind in Tabelle 3 aufgeführt. Wenn die Anzahl entweder der gestrichelten oder geradlinigen Beschädigungen, Kratzer oder Defekte auf der Oberfläche des elektrischen Kabels kleiner oder gleich 5 waren, wurde das entsprechende elektrische Kabel als „Bestanden" bewertet. Dies bedeutet, dass es eine gute Stoßbeständigkeit hat. Wenn andererseits die Anzahl entweder der gestrichelten oder geradlinigen Beschädigungen, Kratzer oder Defekte auf der Oberfläche des elektrischen Kabels größer als 5 war, wurde das entsprechende elektrische Kabel als „Versagen" bewertet. Dies bedeutet, dass es eine schlechte Schlagbeständigkeit hat.
Die in Tabelle 3 aufgeführten Testergebnisse zeigen, dass die Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen sowohl einen hohen Grad an Abriebsbeständigkeit als auch Schlagbeständigkeit aufweisen. Ferner wird gemäß den in Tabelle 3 aufgeführten Testergebnissen bestätigt, dass der viskoelastische Eigenschaftswert tan δ bei einer Frequenz im Bereich von 1 bis 30 Hz kaum ansteigt oder abfällt. Demgemäß wurde die entsprechende Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung in dem Fall, in dem sowohl die viskoelastischen Eigenschaftswerte tan δ bei 1 Hz und 30 Hz größer oder gleich 0,1 waren, derart angesehen, dass sie einen viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ von grö ßer gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz aufweisen.
Hierin nachstehend werden die vorteilhaften Effekte der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Da die Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung gemäß der vorliegenden Erfindung einen viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ größer gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und eine Durometerhärte vom Typ D von 68 bis 74 aufweist und eine Grundharzzusammensetzung, die 65 bis 90 Gewichtsteile Polypropylen und 10 bis 35 Gewichtsteile wenigstens einer Komponente umfasst, die aus der aus Polyethylenbasierten Harzen, Olefinbasierten thermoplastischen Elastomeren und Styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren bestehenden Gruppen ausgewählt ist, und zwar basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, und 60 bis 100 Gewichtsteile eines anorganischen Flammhemmenden Additivs, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Grundharzzusammensetzung, umfasst, haben die geformten Gegenstände, die aus der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden sind, ausgezeichnete Stoßbeständigkeit und behalten deshalb ihre intrinsische Funktionalität für eine lange Zeitdauer.
Da das isolierte elektrische Kabel, das in einem Automobil eingesetzt wird, eine Isolationsbeschichtung hat, die aus der vorhergehenden Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden ist, werden während der Herstellung eines in einem Automo bil eingesetzten Kabelstrangs die Beschichtungsschichten der verbleibenden elektrischen Kabel in einem Bündel von elektrischen Kabeln an einer Beschädigung durch die metallischen Enden der elektrischen Kabel, welche aus dem Bündel der elektrischen Kabel herausgezogen werden, gehindert. Demgemäß ist dieses isolierte elektrische Kabel in solchen Anwendungen geeignet, in denen ein hoher Grad an Beständigkeit erforderlich ist. Zum Beispiel kann dieses isolierte elektrische Kabel effizient innerhalb einer Motorbox eingesetzt werden.
Änderungen und Modifikationen in den speziell erläuterten Ausführungsformen würden innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung fallen, welche nur durch den Umfang der angehängten Ansprüche begrenzt sein soll, wenn sie gemäß den Prinzipien des Patentgesetztes interpretiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-2372 [0001]
- JP 2003313377 [0007]

Claims

Eine Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung mit viskoelastischem Eigenschaftswert tan δ von größer oder gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und mit einer Durometerhärte vom Typ D von 68 bis 74, umfassend: Eine Grundharzzusammensetzung, die 65 bis 90 Gewichtsteile Polypropylen und 10 bis 35 Gewichtsteile wenigstens einer Komponente umfasst, die aus der aus Polyethylenbasierten Harzen, Olefinbasierten thermoplastischen Elastomeren und Styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren bestehenden Gruppe ausgewählt ist, basierend auf der Summe der Gewichtseile der Grundharzzusammensetzung, und 60 bis 100 Gewichtsteile eines anorganischen Flammhemmenden Additivs, basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung.
Ein isoliertes elektrisches Kabel für den Einsatz in einem Automobil mit einer Isolationsbeschichtung, die aus der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung gemäß Anspruch 1 erzeugt worden ist.