DE112011100431B4

DE112011100431B4 - Flammhemmendes Mittel, flammhemmende Harzzusammensetzung und deren Verwendung zur Herstellung einer isolierten Leitung

Info

Publication number: DE112011100431B4
Application number: DE112011100431.1T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Nonaka
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2031-02-03
Also published as: JP5589414B2; US8907003B2; JP2011157521A; US20120241189A1; WO2011096412A1; CN102741378A; CN102741378B; DE112011100431T5

Abstract

Flammhemmendes Mittel, enthaltend:Magnesiumhydroxid undein Oberflächenbehandlungsmittel, das ein organisches Polymer enthält, mitdem das Magnesiumhydroxid oberflächenbehandelt ist, wobei das Oberflächenbehandlungsmittel einen Kristallisationsgrad von 60 % oder mehr aufweist unddas Oberflächenbehandlungsmittel mindestens ein Material enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein flammhemmendes Mittel, eine flammhemmende Harzzusammensetzung und eine Verwendung der flammhemmenden Harzzusammensetzung zur Herstellung einer isolierten Leitung und betrifft insbesondere ein flammhemmendes Mittel, eine flammhemmende Harzzusammensetzung und deren Verwendung zur Herstellung einer isolierten Leitung, die vorteilhaft für Kraftfahrzeuge oder elektrische/elektronische Geräte verwendet werden.
Stand der Technik
Für Teile und Isolationsmaterialien, die für Kraftfahrzeuge oder elektrische/elektronische Geräte verwendet werden, wird eine Vielzahl an Eigenschaften wie mechanische Eigenschaft, flammhemmende Eigenschaft, Wärmebeständigkeit und Kältebeständigkeit gefordert. Üblicherweise wird für diese Materialien hauptsächlich eine Polyvinylchloridverbindung oder eine Verbindung, die ein halogenhaltiges flammhemmendes Mittel enthält, das Bromatome oder Chloratome in den Molekülen enthält, verwendet.
Die oben beschriebenen Materialien besitzen Möglichkeiten zur Bildung großer Menge an korrosiven Gasen während ihrer Entsorgung durch Verbrennung. Aus diesem Grund wird in der Patentliteratur PTL 1 ein halogenfreies flammhemmendes Material vorgeschlagen, das keine Möglichkeit zur Bildung von korrosiven Gasen aufweist. Darüber hinaus wird in den Patentliteraturen PTL 2 bis PTL 4 Magnesiumhydroxid, das oberflächenbehandelt ist, als eine halogenfreie flammhemmende Harzzusammensetzung vorgeschlagen. Ferner werden in der PTL 5 ein flammhemmendes Mittel, eine flammhemmende Harzzusammensetzung und deren Verwendung zur Herstellung einer isolierten Leitung und eines Kabelstrangs beschrieben, wobei als flammhemmendes Additiv gemahlenes Magnesiumhydroxid-Mineral verwendet wird, das mit organischen Polymeren mit Schmelzpunkten von 100 °C oder weniger beschichtet ist. Als mögliche Polymere werden 1-Hepten, 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen oder Mischungen oder Copolymere davon und auch PE-Wachs und PP-Wachs genannt.
Liste der zitierten Patentliteratur

PTL 1: JP 2004-83 612 A
PTL 2: JP 3 339 154 B2
PTL 3: JP 3 636 675 B2
PTL 4: JP 2004 - 189 905 A
PTL 5: JP 2010 - 6 986 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Für das herkömmlich vorgeschlagene halogenfreie flammhemmende Material wird üblicherweise ein mit Magnesiumhydroxid gefülltes Polyolefinharz verwendet. Dieses Material weist jedoch eine unzureichende Kältebeständigkeit auf. Darüber hinaus besitzt dieses Material eine ungünstige Knetbarkeit und weist somit keine ausreichende Produktivität auf.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme gemacht, und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein flammhemmendes Mittel und eine flammhemmende Harzzusammensetzung zur Herstellung einer isolierten Leitung bereitzustellen, die eine ausgezeichnete Kältebeständigkeit und eine hohe Produktivität aufweisen.
Lösung des Problems
Um die Aufgabe zu erfüllen, enthält ein flammhemmendes Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung Magnesiumhydroxid und ein Oberflächenbehandlungsmittel, das ein organisches Polymer enthält, mit welchem das Magnesiumhydroxid oberflächenbehandelt ist, wobei das Oberflächenbehandlungsmittel einen Kristallisationsgrad von 60 % oder mehr aufweist und das Oberflächenbehandlungsmittel mindestens ein Material enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer.
Es ist bevorzugt, dass der Gehalt des Oberflächenbehandlungsmittels in dem flammhemmenden Mittel 0,1 bis 10 Masse-% beträgt und dass das Magnesiumhydroxid (noch nicht oberflächenbehandelt) eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 20 µm aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine flammhemmende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung das flammhemmende Mittel und ein Basisharz, zu dem zumindest das flammhemmende Mittel gegeben ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen flammhemmenden Harzzusammensetzung zur Herstellung einer isolierten Leitung, umfassend einen Leiter und eine die flammhemmende Harzzusammensetzung enthaltende Beschichtung, mit welcher der Leiter isolierend beschichtet ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Da das erfindungsgemäße flammhemmende Mittel das Magnesiumhydroxid enthält, das mit dem Oberflächenbehandlungsmittel mit dem Kristallisationsgrad von 60 % oder mehr oberflächenbehandelt ist, besitzt das erfindungsgemäße flammhemmende Mittel eine günstige Dispergierbarkeit und eine ausgezeichnete Kältebeständigkeit. Wenn darüber hinaus das erfindungsgemäße flammhemmende Mittel in einer Harzzusammensetzung enthalten ist, wird eine ausreichende Ausgabemenge der Zusammensetzung erreicht, wenn die Zusammensetzung von einem Kneter ausgegeben wird, so dass das flammhemmende Mittel eine ausgezeichnete Produktivität aufweist.
Da die erfindungsgemäße flammhemmende Harzzusammensetzung das Basisharz enthält, zu welchem das flammhemmende Mittel gegeben ist, weist ein aus der Zusammensetzung hergestellter Formartikel eine ausgezeichnete Produktivität und eine ausgezeichnete Kältebeständigkeit auf.
Da die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung hergestellte isolierte Leitung den Leiter und die die flammhemmende Harzzusammensetzung enthaltende Beschichtung, mit der der Leiter isolierend beschichtet ist, einschließt, weist die erfindungsgemäße isolierte Leitung eine ausgezeichnete Produktivität und eine ausgezeichnete Kältebeständigkeit auf.
Beschreibung der Ausführungsformen
Es wird nun eine ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben. Das flammhemmende Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung enthält Magnesiumhydroxid, welches mit einem Oberflächenbehandlungsmittel oberflächenbehandelt ist. Als das Magnesiumhydroxid wird synthetisches Magnesiumhydroxid, das chemisch synthetisiert wird, oder natürliches Magnesiumhydroxid, das durch Pulverisieren eines natürlichen Minerals hergestellt wird, verwendet.
Beispiele des synthetischen Magnesiumhydroxids umfassen synthetisches Magnesiumhydroxid, das hergestellt wird durch Kristallwachsen feiner Teilchen von Magnesiumhydroxid, das erhalten wird durch Umsetzen von aus Meerwasser hergestelltem Magnesiumchlorid und Calciumhydroxid in einer wässrigen Lösung, und synthetisches Magnesiumhydroxid, das durch ein Verfahren hergestellt wird, bei dem eine Salzmutterlauge (ion bittern) verwendet wird.
Beispiele des natürlichen Magnesiumhydroxids umfassen natürliches Magnesiumhydroxid, das vorzugsweise hergestellt wird durch Pulverisieren von natürlichem Brucit in einem Trockenpulverisierungsverfahren unter Verwendung einer Pulverisiervorrichtung, eines Brechers oder einer Kugelmühle oder durch Pulverisieren in einem Nasspulverisierungsverfahren und dann Klassieren des natürlichen Brucits unter Verwendung eines Zyklons oder eines Siebs je nach Notwendigkeit, um so eine gewünschte mittlere Teilchengröße zu erhalten. Das Trockenpulverisierungsverfahren wird bevorzugt verwendet.
Das Magnesiumhydroxid (noch nicht oberflächenbehandelt) besitzt eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 20 µm, vorzugsweise 0,2 bis 10 µm, und weiter bevorzugt 0,5 bis 5 µm. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser geringer als 0,1 µm ist, besteht die Tendenz des Auftretens einer Sekundärkohäsion der Teilchen, was die mechanischen Eigenschaften der herzustellenden Zusammensetzung verschlechtert. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser größer als 20 µm ist, könnte die hergestellte Leitung eine ungünstige Erscheinung aufweisen, wenn eine flammhemmende Harzzusammensetzung, zu der das Magnesiumhydroxid gegeben wurde, für eine Leitungsbeschichtung verwendet wird.
Für das Oberflächenbehandlungsmittel wird ein Harz mit einem Kristallisationsgrad von 60 % oder mehr verwendet. Der Kristallisationsgrad des Oberflächenbehandlungsmittels ist definiert als ein Wert, der mittels eines Röntgenbeugungsverfahrens gemessen wird. Das Magnesiumhydroxid weist einen hohen Kristallisationsgrad auf, so dass, wenn der Kristallisationsgrad des Oberflächenbehandlungsmittels gering ist, die Wechselwirkung zwischen dem Magnesiumhydroxid und dem Oberflächenbehandlungsmittel abgeschwächt ist. Als Folge davon neigt das Oberflächenbehandlungsmittel dazu, sich von der Oberfläche des Magnesiumhydroxids abzulösen, was die Dispergierbarkeit im Harz verringert und dadurch die Mikropartikulierung des flammhemmenden Mittels schwierig macht. Wenn die Mikropartikulierung des flammhemmenden Mittels nicht gut durchgeführt wird, nimmt die Dispergierbarkeit der Teilchen des flammhemmenden Mittels ab und wird eine Kohäsion der Teilchen des flammhemmenden Mittels verursacht. Wenn in einem derartigen Fall eine flammhemmende Harzzusammensetzung hergestellt wird durch Zugeben des flammhemmenden Mittels zu einem Basisharz oder wenn ein Formartikel aus der flammhemmenden Harzzusammensetzung hergestellt wird, nimmt der Förderdruck zu, so dass die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung oder dem Formen der Zusammensetzung verschlechtert ist. Darüber hinaus ist die Niedertemperatureigenschaft einer aus der das oberflächenbehandelte flammhemmende Mittel enthaltenden Harzzusammensetzung hergestellten Beschichtung verschlechtert. Da in der vorliegenden Erfindung das Oberflächenbehandlungsmittel einen Kristallisationsgrad von 60 % oder mehr aufweist, ist demgegenüber ein gleichmäßiges Aufbeschichten des Oberflächenbehandlungsmittels leicht durchzuführen, wenn das Magnesiumhydroxid mit dem Oberflächenbehandlungsmittel mit dem hohen Kristallisationsgrad beschichtet wird. Somit kann das flammhemmende Mittel leicht mikropartikuliert werden, wenn die flammhemmenden Teilchen nach der Oberflächenbehandlung pulverisiert werden, wodurch die flammhemmenden Teilchen kleiner gemacht werden können, während gleichzeitig eine Kohäsion der flammhemmenden Teilchen vermieden wird. Wenn das Magnesiumhydroxid mit dem Oberflächenbehandlungsmittel fein beschichtet ist und das flammhemmende Mittel mikropartikuliert ist, kann die Dispergierbarkeit des flammhemmenden Mittels in der Zusammensetzung verbessert werden. Als Folge davon wird der Effekt der Verbesserung der Produktivität der Zusammensetzung erhalten, während die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung der flammhemmenden Harzzusammensetzung oder beim Formen nicht verschlechtert ist.
Der obere Grenzwert des Kristallisationsgrads des Oberflächenbehandlungsmittels ist nicht speziell beschränkt; er beträgt jedoch bevorzugt 95 %, da die Produktivität des Oberflächenbehandlungsmittels verschlechtert ist, wenn der Kristallisationsgrad zu hoch ist. Der Kristallisationsgrad des Oberflächenbehandlungsmittels liegt vorzugsweise im Bereich von 60 bis 90 %.
Es ist bevorzugt, dass das Oberflächenbehandlungsmittel ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 oder weniger aufweist. Das Oberflächenbehandlungsmittel mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 oder weniger verbessert weiter die Dispergierbarkeit und verbessert weiter die Kältebeständigkeit. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Oberflächenbehandlungsmittels ist definiert als ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts das mittels GPC bei einer Polystyrolumwandlung gemessen wird. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Oberflächenbehandlungsmittels liegt weiter bevorzugt im Bereich von 500 bis 9500.
Der Schmelzpunkt des Oberflächenbehandlungsmittels liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 200 °C und weiter bevorzugt im Bereich von 60 bis 190 °C im Hinblick auf die Beschichtungseigenschaft beim Durchführen des Beschichtens. Insbesondere wenn ein flammhemmendes Mittel, das hergestellt wird durch Oberflächenbehandeln eines synthetisierten Magnesiumhydroxids, wodurch ein Magnesiumhydroxid mit einem Oberflächenbehandlungsmittel mit einem relativ hohen Schmelzpunkt definiert wird, zu einem Harz gegeben wird, um eine Harzzusammensetzung zu erhalten, kann die Harzzusammensetzung daran gehindert werden, beim Pelletisieren zu schäumen. Somit kann ein Formartikel wie eine Leitungsbeschichtung mit einer günstigen Oberflächenerscheinung erhalten werden.
Der Gehalt des Oberflächenbehandlungsmittels in dem flammhemmenden Mittel beträgt vorzugsweise 0,001 bis 20 Masse-%, weiter bevorzugt 0,1 bis 10 Masse- % und noch weiter bevorzugt 0,2 bis 8 Masse-%. Wenn der Gehalt gering ist, neigt der Effekt der Verbesserung der Kältebeständigkeit und Produktivität einer flammhemmenden Harzzusammensetzung, welche das flammhemmende Mittel enthält, dazu, geringer zu werden. Wenn der Gehalt zu groß ist, bewirkt dies eine Steigerung der Kosten, während der Effekt der Verbesserung der Kältebeständigkeit und Produktivität einer flammhemmenden Harzzusammensetzung, welche das flammhemmende Mittel enthält, nicht besonders verringert ist.
Als das organische Polymer, das als das Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird, wird ein Kohlenwasserstoffharz verwendet, das ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einem Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer (EEA) und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA). Dabei ist lediglich wesentlich, dass das Oberflächenbehandlungsmittel mindestens eines der oben beschriebenen Harze enthält.
Das Oberflächenbehandlungsmittel kann durch ein Modifizierungsmittel modifiziert sein. Beispiele der Modifikation umfassen eine Säuremodifikation, derart, dass eine Carboxylgruppe (Säure) in das Oberflächenbehandlungsmittel eingebracht wird, wobei eine ungesättigte Carbonsäure oder deren Derivat als Modifizierungsmittel verwendet wird. Das Oberflächenbehandlungsmittel, wenn es durch Säure modifiziert ist, weist einfach eine verbesserte Affinität zu der Oberfläche des Magnesiumhydroxids auf. Spezifische Beispiele des Modifizierungsmittels umfassen Maleinsäure und Fumarsäure als die ungesättigte Carbonsäure und Maleinsäureanhydrid (MAH), einen Maleinsäuremonoester und einen Maleinsäurediester als das Derivat. Davon werden bevorzugt die Maleinsäure und das Maleinsäureanhydrid verwendet. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Die Säure wird durch ein Pfropfpolymerisationsverfahren oder ein Direktpolymerisationsverfahren in das Oberflächenbehandlungsmittel eingebracht. Die Menge der verwendeten Säure, angegeben als massebezogener prozentualer Anteil des verwendeten Modifizierungsmittels in Bezug auf die Polymere, beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 Masse-%, weiter bevorzugt 0,2 bis 10 Masse-% und noch weiter bevorzugt 0,2 bis 5 Masse-%. Wenn die Menge der verwendeten Säure geringer ist, neigt der Effekt der Verbesserung der Affinität des Oberflächenbehandlungsmittels zu dem Magnesiumhydroxid dazu, geringer zu werden. Wenn demgegenüber die Menge groß ist, könnte die Oberflächenbehandlung einer Selbstpolymerisation unterliegen und neigt demgemäß der Effekt der Verbesserung der Affinität des Oberflächenbehandlungsmittels zu dem Magnesiumhydroxid dazu, geringer zu werden.
Das Verfahren zur Oberflächenbehandlung des Magnesiumhydroxids mit dem Oberflächenbehandlungsmittel ist nicht speziell eingeschränkt. Es könnte eine Vielzahl an Oberflächenbehandlungsverfahren verwendet werden. Beispiele des Verfahrens zur Oberflächenbehandlung des Magnesiumhydroxids umfassen ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem das Magnesiumhydroxid vorab synthetisiert wird, so dass eine gegebene Teilchengröße erhalten wird und dann das Magnesiumhydroxid mit dem Oberflächenbehandlungsmittel vermischt wird, und ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem ein Oberflächenbehandlungsmittel zum Zeitpunkt des Synthetisierens des Magnesiumhydroxids im Magnesiumhydroxid enthalten ist. Das Oberflächenbehandlungsverfahren ist vorzugsweise ein Nassverfahren, bei dem ein Lösungsmittel verwendet wird, oder ein Trockenverfahren, bei dem kein Lösungsmittel verwendet wird. Bei der Verwendung des Nassverfahrens umfassen Beispiele des Lösungsmittels einen aliphatischen Kohlenwasserstoff wie Pentan, Hexan und Heptan und einen aromatischen Kohlenwasserstoff wie Benzol, Toluol und Xylol. Darüber hinaus umfassen Beispiele des Verfahrens zur Oberflächenbehandlung des Magnesiumhydroxids ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem ein Oberflächenbehandlungsmittel zum Zeitpunkt der Herstellung einer flammhemmenden Harzzusammensetzung zu dem Magnesiumhydroxid, das noch nicht oberflächenbehandelt ist, und einem Basisharz gegeben wird und dann das Magnesiumhydroxid zum Zeitpunkt des Knetens der Zusammensetzung oberflächenbehandelt wird.
Als Nächstes wird eine Beschreibung der flammhemmenden Harzzusammensetzung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Die flammhemmende Harzzusammensetzung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Basisharz und das flammhemmende Mittel, welches das Magnesiumhydroxid enthält, das mit dem oben beschriebenen Oberflächenbehandlungsmittel oberflächenbehandelt ist, wobei das flammhemmende Mittel zu zumindest dem Basisharz gegeben ist. Das in der flammhemmenden Harzzusammensetzung enthaltene Basisharz ist vorzugsweise ein sogenannter halogenfreier Kunststoff oder Gummi, der keine Halogene wie Chlor und Brom enthält. Als ein Material für das Grundharz werden vorzugsweise Polyolefin und ein Styrolcopolymer verwendet. Spezifische Beispiele davon umfassen Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Gummi und ein Styrol-Ethylenbutylen-Styrol-Blockcopolymer.
Der Gehalt des flammhemmenden Mittels in der flammhemmenden Harzzusammensetzung beträgt vorzugsweise 30 bis 250 Masseteile und weiter bevorzugt 50 bis 200 Masseteile bezogen auf 100 Masseteile des Basisharzes. Wenn der Gehalt geringer als 30 Masseteile ist, könnte die flammhemmende Harzzusammensetzung keine ausreichende flammhemmende Eigenschaft aufweisen. Wenn demgegenüber der Gehalt mehr als 250 Masseteile beträgt, könnte die flammhemmende Harzzusammensetzung keine ausreichenden mechanischen Eigenschaften aufweisen.
Wesentlich ist lediglich, dass die flammhemmende Harzzusammensetzung zumindest das Basisharz und das flammhemmende Mittel enthält, wobei jedoch die flammhemmende Harzzusammensetzung je nach Notwendigkeit ferner ein anderes Additiv wie ein Antioxidationsmittel innerhalb eines Bereichs, der dessen Eigenschaften nicht beeinträchtigt, enthalten kann. Beispiele des Additivs umfassen ein üblicherweise verwendetes Färbemittel, einen Füllstoff, ein Antioxidationsmittel und ein Anti-Aging-Mittel, welche bevorzugt für eine Leitungsbeschichtung verwendet werden.
Die flammhemmende Harzzusammensetzung kann hergestellt werden durch Schmelzen und Kneten der Bestandteile unter Verwendung eines bekannten Kneters wie eines Banbury-Mischers, eines Druckkneters, eines Knetextruders, eines Zweischneckenextruders und einer Walze. Beim Schmelzen und Kneten ist es bevorzugt, dass das Basisharz vorab in den Kneter geladen und darin gerührt wird und dann das flammhemmende Mittel unter Rühren zu dem Basisharz gegeben wird oder dass das flammhemmende Mittel vorab in den Kneter gegeben und darin gerührt wird und dann das Basisharz unter Rühren zu dem flammhemmenden Mittel gegeben wird. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass das flammhemmende Mittel und das Basisharz unter Verwendung eines Mischers (Tumbler) vor einem Kneten trocken vermischt werden und dann zum Kneten in den Kneter überführt werden. Nach dem Kneten wird die Zusammensetzung aus dem Kneter entnommen. Die Zusammensetzung wird vorzugsweise pelletisiert, wobei eine Pelletisiermaschine verwendet wird.
Die flammhemmende Harzzusammensetzung kann für Teile und Isoliermaterialien verwendet werden, die für Kraftfahrzeuge oder elektrische/elektronische Geräte verwendet werden, und kann weiter bevorzugt für ein Material für eine Isolierschicht einer isolierten Leitung verwendet werden.
Als Nächstes wird eine Beschreibung einer isolierten Leitung, die unter Verwendung einer Harzzusammensetzung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, gegeben. Die isolierte Leitung umfasst einen Leiter und eine die oben beschriebene flammhemmende Harzzusammensetzung enthaltende Beschichtung, mit welchem der Leiter isolierend beschichtet ist. Die isolierte Leitung wird derart hergestellt, dass die flammhemmende Harzzusammensetzung durch eine Extrusionsformmaschine bzw. Strangpressmaschine extrudiert wird, welche zur Herstellung einer gewöhnlichen isolierten Leitung verwendet wird, um so den Leiter isolierend zu beschichten, wobei eine Isolationsschicht, die aus der flammhemmenden Harzzusammensetzung gemacht ist, um den Leiter herum gebildet wird. Für den Leiter der isolierten Leitung wird ein Leiter verwendet, der für eine gewöhnliche isolierte Leitung verwendet wird. Der Durchmesser des Leiters und die Dicke der Isolationsschicht der isolierten Leitung sind nicht speziell beschränkt und können in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung festgelegt werden. Die Isolationsschicht kann eine einzelne Schicht sein oder kann eine mehrlagige Schicht sein.
BEISPIELE
Unter Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele wird nun eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung gegeben, wobei lediglich die Beispiele 5 und 6 von der vorliegenden Erfindung umfasst sind. Die Beispiele 1 bis 4 und 7 sind Referenzbeispiele und nicht von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Beispiel 1 (Referenzbeispiel)
Herstellung eines flammhemmenden Mittels
Ein flammhemmendes Mittel (in den Tabellen 1 und 2 als ein oberflächenbehandeltes Magnesiumhydroxid bezeichnet) wurde wie folgt hergestellt. Während Magnesiumhydroxid [Hersteller: NIHON KAISUI CO. LTD., Magnesiumhydroxid für die industrielle Verwendung] (mit einer mittleren Teilchengröße von 10 µm) in einem Supermischer bei 200 °C gerührt wurde, wurde Polypropylen mit einem Kristallisationsgrad von 75 % [Hersteller: MITSUI SHEMICALS, INC., Handelsname: 210P], welches als Oberflächenbehandlungsmittel dient, während ungefähr 5 Minuten allmählich in den Mischer gegossen. Die Mischung wurde dann während ungefähr weiterer 20 Minuten gerührt. Der Gehalt des Oberflächenbehandlungsmittels in dem flammhemmenden Mittel betrug 0,1 Masse-%.
In der vorliegenden Ausführungsform sind alle Kristallisationsgrade als Werte definiert, die mittels eines Röntgenbeugungsverfahren gemessen wurden. Ein Messverfahren des Kristallisationsgrads mittel des Röntgenbeugungsverfahrens wird nachfolgend beschrieben.
Röntgenbeugungsmessverfahren

• Röntgenbeugungsvorrichtung: [Hersteller: RIGAKU CO., LTD., Handelsname: RAD2C-System]
• Lichtquelle: Kupfer-Kα1-Strahlen
• Beugungswinkel 2θ: 10 bis 70 Grad

Verfahren zur Bestimmung des Kristallisationsgrads
Die Kristallisationsgrade wurden basierend auf der Integralintensität der Beugungspeaks eines nichtkristallinen Bereichs und eines kristallinen Bereichs der Harze unter Verwendung der nachfolgenden Formel erhalten. $Kristallisationsgrad (%) = (Integralintensität des kristallinen Bereichs/Integralintensität des nichtkristallinen Bereichs und des kristallinen Bereichs) \times 100$
Herstellung einer flammhemmenden Harzzusammensetzung Es wurden Pellets einer flammhemmenden Harzzusammensetzung hergestellt durch Kneten von 100 Masseteilen des oben beschriebenen flammhemmenden Mittels, 100 Masseteilen eines Polypropylenharzes [Hersteller: JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION; Handelsname: EC7], welches das Basisharz darstellt, und 1 Masseteil eines Antioxidationsmittels [Hersteller: CIBA SPECIALTY CHEMICALS INC., Handelsname: „IRGANOX 1010“] bei 200 °C und Pelletisieren der Mischung unter Verwendung einer Pelletisiermaschine. Die Ausgabemenge der Pellets der hergestellten flammhemmenden Harzzusammensetzung wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgezeigt.
Herstellung einer isolierten Leitung
Eine isolierte Leitung wurde hergestellt durch Extrusionsbeschichten eines Leiters (mit einer Querschnittsfläche von 0,5 mm²), welcher einer Weichkupferstrang war, der durch Bündeln von sieben Weichkupferdrähten hergestellt wurde, mit einem Isoliermaterial, das aus den Pellets der hergestellten Zusammensetzung gemacht war, um eine Dicke von 0,2 mm aufzuweisen, wobei ein Zweischneckenkneter und eine Strangpressmaschine verwendet wurden. Die erhaltene isolierte Leitung wurde einem Kältebeständigkeitstest unterzogen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 aufgezeigt. Das Testverfahren wird nachfolgend beschrieben.
Testverfahren des Kältebeständigkeitstests
Der Kältebeständigkeitstest wurde gemäß JIS C3055 durchgeführt. Im Speziellen wurde die hergestellte isolierte Leitung zu Testproben mit einer Länge von 38 mm geschnitten. Fünf Testproben wurden in eine Kältebeständigkeitstestmaschine gegeben und mit einem Schlagwerkzeug geschlagen, während sie auf eine gegebene Temperatur gekühlt wurden, und es wurde die Temperatur, bei der alle fünf Testproben zerbrachen, als die Kältebeständigkeitstemperatur der isolierten Leitung festgelegt.
Beispiele 2 bis 7 (Tabelle 1), Vergleichsbeispiele 1 bis 7 (Tabelle 2)
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wurden isolierte Leitungen erhalten durch Herstellen von flammhemmenden Mitteln und flammhemmenden Harzzusammensetzungen, mit der Ausnahme, dass die Art und der Anteil der Oberflächenbehandlungsmittel, die in den flammhemmenden Mitteln enthalten sind, wie nachfolgend beschrieben festgelegt wurden. Die Ausgabemengen der hergestellten flammhemmenden Harzzusammensetzungen wurden gemessen. Die isolierten Leitungen wurden dem Kältebeständigkeitstest unterzogen. Die Testergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 aufgezeigt.
Beispiel 2 (Referenzbeispiel)

• Polypropylen [Hersteller: CLARIANT (JAPAN) K.K., Handelsname: 1302]
• Kristallisationsgrad: 80 %
• Gehalt: 10 Masse-%

Beispiel 3 (Referenzbeispiel)

• Polyethylen [Hersteller: MITSUI CHEMICALS, INC., Handelsname: 410P]
• Kristallisationsgrad: 85 %
• Gehalt: 0,1 Masse-%

Beispiel 4 (Referenzbeispiel)

• Polyethylen [Hersteller: MITSUI CHEMICALS, INC., Handelsname: 100P]
• Kristallisationsgrad: 90 %
• Gehalt: 10 Masse-%

Beispiel 5 (erfindungsgemäß)

• Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer [Hersteller: JAPAN POLYETHYLENE CORPORATION; Handelsname: 425]
• Kristallisationsgrad: 65 %
• Gehalt: 5 Masse-%

Beispiel 6 (erfindungsgemäß)

• Ethylen-Vinylacetat-Copolymer [Hersteller: JAPAN POLYETHYLENE CORPORATION; Handelsname: 440]
• Kristallisationsgrad: 60 %
• Gehalt: 5 Masse-%

Beispiel 7 (Referenzbeispiel)

• Metallocen-polymerisiertes Polyethylen [Hersteller: JAPAN POLYETHYLENE CORPORATION, Handelsname: 640]
• Kristallisationsgrad: 90 %
• Gehalt: 5 Masse-%

Vergleichsbeispiel 1

• Polypropylen [Hersteller: CLARIANT (JAPAN) K.K., Handelsname: 1602]
• Kristallisationsgrad: 50 %
• Gehalt: 1,0 Masse-%

Vergleichsbeispiel 2

• Polypropylen [Hersteller: CLARIANT (JAPAN) K.K., Handelsname: 1502]
• Kristallisationsgrad: 55 %
• Gehalt: 12 Masse-%

Vergleichsbeispiel 3

• Polyethylen [Hersteller: CLARIANT (JAPAN) K.K., Handelsname: 191]
• Kristallisationsgrad: 55 %
• Gehalt: 0,08 Masse-%

Vergleichsbeispiel 4

• Polyethylen [Hersteller: CLARIANT (JAPAN) K.K., Handelsname: 520]
• Kristallisationsgrad: 45 %
• Gehalt: 12 Masse-%

Vergleichsbeispiel 5

• Stearinsäure [Hersteller: NOF CORPORATION, Handelsname: NAA173A]
• Gehalt 5 Masse-%

Vergleichsbeispiel 6

• Zinkstearat [Hersteller: NOF CORPORATION, Handelsname: UNISTAR]
• Gehalt: 5 Masse-%

Vergleichsbeispiel 7

• Methacrylatsilan [Hersteller: SHIN-ETSU CHEMICAL CO., Ltd., Handelsname: KBM502]
• Gehalt 5 Masse-%

		Beispiel
		1	2	3	4	5	6	7
Bestandteile der Zusammensetzung (Masseteile)
	Polypropylenharz	100	100	100	100	100	100	100
	Oberflächenbehandeltes Magnesiumhydroxid	100	100	100	100	100	100	100
	Antioxidationsmittel	1	1	1	1	1	1	1
Oberflächenbehandlungsmittel für Magnesiumhydroxid
	Art	PP	PP	PE	PE	EEA	EVA	Metallocen-PE
	Kristallisationsgrad (%)	75	80	85	90	65	60	90
	Gehalt (Masse-%)	0,1	10	0,1	10	5	5	5
Testergebnisse
	Kältebeständigkeitstemperatur der isolierten Leitung (°C)	-35	-40	-40	-45	-30	-25	-40
	Ausgabemenge der Zusammensetzung (kg/h)	550	750	650	750	500	500	650

		Vergleichsbeispiel
		1	2	3	4	5	6	7
Bestandteile der Zusammensetzung (Masseteile)
	Polypropylenharz	100	100	100	100	100	100	100
	Oberflächenbehandeltes Magnesiumhydroxid	100	100	100	100	100	100	100
	Antioxidationsmittel	1	1	1	1	1	1	1
Oberflächenbehandlungsmittel für Magnesiumhydroxid
	Art	PP	PP	PE	PE	Stearinsäure	Zinkstearat	Methacrylatsilan
	Kristallisationsgrad (%)	50	55	55	45	- - -	- - -	- - -
	Gehalt (Masse-%)	1,0	12	0,08	12	5	5	5
Testergebnisse
	Kältebeständigkeitstemperatur der isolierten Leitung (°C)	-5	-15	-5	-15	-5	-5	-5
	Ausgabemenge der Zusammensetzung (kg/h)	150	250	150	250	150	100	150

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, besaßen die isolierten Leitungen der Beispiele 1 bis 7 Kältebeständigkeitstemperaturen von -25 °C bis -40 °C, das heißt, sie besaßen günstige Kältebeständigkeitseigenschaften. Darüber hinaus betrugen die Ausgabemengen der flammhemmenden Harzzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 7 500 kg/h oder mehr, was sehr vorteilhaft war. Im Gegensatz dazu, wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, besaßen die isolierten Leitungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 7 Kältebeständigkeitstemperaturen von -15 °C bis -5 °C, welche somit verschlechtert waren gegenüber den isolierten Leitungen gemäß den Beispielen 1 bis 7. Darüber hinaus betrugen bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 die Ausgabemengen der flammhemmenden Harzzusammensetzungen 250 kg/h oder weniger und waren somit gegenüber den isolierten Leitungen der Beispiele 1 bis 7 verschlechtert.
Experimentelle Beispiele

Es wurde ein Versuch durchgeführt, um den Einfluss des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des Oberflächenbehandlungsmittels in einem flammhemmenden Mittel zu beobachten. Eine isolierte Leitung gemäß dem experimentellen Beispiel 1 wurde erhalten durch Herstellen eines flammhemmenden Mittels und einer flammhemmenden Harzzusammensetzung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1, wobei Polypropylen mit einem Kristallisationsgrad von 60 % und einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 7000 als Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wurde. Die isolierte Leitung wurde einem Kältebeständigkeitstest unterzogen. Darüber hinaus wurde eine isolierte Leitung gemäß einem experimentellen Beispiel 2 erhalten durch Herstellen eines flammhemmenden Mittels und einer flammhemmenden Harzzusammensetzung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1, wobei Polypropylen mit einem Kristallisationsgrad von 60 % und einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 20.000 als Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wurde. Die isolierte Leitung wurde einem Kältebeständigkeitstest unterzogen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 aufgezeigt. Aus Tabelle 3 wird ersichtlich, dass wenn die Oberflächenbehandlungsmittel dieselben Kristallisationsgrade aufweisen, das experimentelle Beispiel 1, das ein geringeres Gewichtsmittel des Molekulargewichts als das experimentelle Beispiel 2 aufweist, eine bevorzugtere Kältebeständigkeit aufweist als das experimentelle Beispiel 2. Tabelle 3

	Eigenschaften des Oberflächenbehandlungsmittels		Testergebnis
	Kristall isationsgrad (%)	Molekulargewicht	Kältebeständigkeitstemperatur (°C)
Experimentelles Beispiel 1	60	7000	-30
Experimentelles Beispiel 2	60	20.000	-15

Die Molekulargewichte sind definiert als Gewichtsmittel der Molekulargewichte gemessen mittels GPC bei einer Polystyrolumwandlung. Die Messbedingungen der GPC werden nachfolgend beschrieben.

• Säule [Hersteller: TOSOH CORPORATION, Handelsname: TSK-Gel]
• Messtemperatur: 100 °C
• Lösungsmittel: Xylol

Claims

Flammhemmendes Mittel, enthaltend: Magnesiumhydroxid und ein Oberflächenbehandlungsmittel, das ein organisches Polymer enthält, mit dem das Magnesiumhydroxid oberflächenbehandelt ist, wobei das Oberflächenbehandlungsmittel einen Kristallisationsgrad von 60 % oder mehr aufweist und das Oberflächenbehandlungsmittel mindestens ein Material enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer.
Flammhemmendes Mittel nach Anspruch 1, wobei der Gehalt des Oberflächenbehandlungsmittels in dem flammhemmenden Mittel 0,1 bis 10 Masse-% beträgt.
Flammhemmendes Mittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Magnesiumhydroxid eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 20 µm aufweist.
Flammhemmende Harzzusammensetzung, enthaltend: das flammhemmende Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und ein Basisharz, zu dem zumindest das flammhemmende Mittel gegeben ist.
Verwendung der flammhemmenden Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 4 zur Herstellung einer isolierten Leitung, umfassend: einen Leiter und eine Beschichtung, die die flammhemmende Harzzusammensetzung enthält und mit der der Leiter isolierend beschichtet ist.