JP2550808B2 - 難燃性電気絶縁組成物および難燃性電線・ケーブル - Google Patents
難燃性電気絶縁組成物および難燃性電線・ケーブルInfo
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Description
腐食性のガスを発生しない難燃性電気絶縁組成物、特
に、電線あるいはケーブルの絶縁体やシースに適した難
燃性電気絶縁組成物に関するものである。
各種プラント、車両、船舶等は、火災によって重大な災
害を被るおそれがある。これらの施設では多数の人がい
るにもかかわらず、出口が限られており、一旦火災が発
生すると人命が失われる可能性がある。また、多量の煙
の発生によって出口や出口への誘導路がわからなくなっ
て人命が失われる。そのような煙の発生がなく、煙の早
急な排出が行われれば、人命が失われるような事態は回
避できるであろう。
ーブルに沿って延焼する。煙および有毒ガスは空調設備
や地下道を通って伝わり、火災場所から離れた場所で健
康に害を及ぼす。
ば、電話交換局での火災は、腐食による電話器、警報機
および制御システムの故障および非常時にサービスを受
けることが不可能となること等により、火災地点とは異
なる場所にいる人々の命を奪うことがある。
シース材料には、自己消火性と有毒あるいは腐食性ガス
を発生しないことについての要望が出されている。ま
た、車両や船舶などのように、狭く、湿度が高いところ
に布設される電線・ケーブルにはカビの発生が予想され
る。
は有毒ガスおよび腐食性ガスを発生しない難燃性樹脂組
成物について記載されている。
における問題点は、ポリマー中に多量の金属水酸化物を
配合するため、引張り特性や伸び特性の低下を招くこと
である。このため、電線・ケーブルの布設時や使用時に
絶縁体やシースにクラッックや裂け目が生じやすくな
る。
り、最終製品に成形加工することが困難になる。このた
め、ポリ塩化ビニルポリマーをを使用した低発煙性の難
燃材料に比較して低速で特殊な装置が必要とされてい
る。
物は、一般に一またはそれ以上の特性を実現するために
一またはそれ以上の特性を犠牲にしている。このような
事態は、難燃性を低下させることなく金属水酸化物の含
有量を低下させることができれば回避可能である。
優れた引張りおよび伸び特性、製造容易性、防カビ性と
いった各種特性に優れ、さらに、従来よりも金属水酸化
物の含有量を少なくした新規な組成物を提供することに
ある。
うな溶剤に対して抵抗力を強化できる組成物を提供する
ことにある。
リオレフィン100重量部に対し、金属水酸化物を60
〜120重量部、ポリエチレンに無水マレイン酸を0.
1〜20重量部グラフト共重合させた変性ポリエチレン
を3〜20重量部、およびシリコーンを1〜10重量部
含有し、酸素指数が43以上である難燃性電気絶縁組成
物により達成される。この組成物には、少なくとも0.
2重量部のアミン化合物や、適当量の安定剤及び滑剤を
添加してもよい。
との混和系において、ポリエチレンに無水マレイン酸を
グラフト共重合させた変性ポリエチレンとシリコーンと
の新規な相乗作用により難燃性が向上し、所望の特性が
得られるとの知見に基づくものである。
ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンゴ
ム、エチレン酢酸ビニルコポリマ、エチレンメチルアク
リレートコポリマ、エチレンエチルアクリレートコポリ
マ、エチレンブチルアクリレートコポリマ、エチレンビ
ニルシランコポリマといったものがあげられ、これらを
単独使用しても2種以上併用してもよい。
チレン酢酸ビニルコポリマのようなエチレン系コポリマ
を使用する場合は、耐熱性、機械的強度および成形加工
性等を考慮してコポリマ含有量が5〜30重量%、好ま
しくは5〜20重量%のものを使用することが望まし
い。
水酸化マグネシウムまたはハイドロタルサイト類が望ま
しいが、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、塩基
性炭酸マグネシウム等も使用できる。金属水酸化物は、
強靱性、難燃性、耐水性、凝集等を考慮して平均粒径
0.1〜5μmで、脂肪酸金属塩、シランカップリング
剤、チタネートカップリング剤等で表面処理したものを
用いるのが好ましい。金属水酸化物の配合量はポリオレ
フィン100重量部に対して60〜120重量部であ
り、60重量部未満では目的とする難燃性を付与するこ
とができず、120重量部を越えると成形加工性や強靱
性が著しく損なわれる。
レイン酸を0.1〜20重量%、好ましくは0.1〜5
重量%グラフト共重合させた変性ポリエチレンを使用し
ている。変性ポリエチレンの配合量は、ポリオレフィン
100重量部に対して5〜20重量部、好ましくは7〜
15重量部である。5重量部未満では難燃性や機械的特
性を改善する効果が小さく、20重量部を越えると伸び
や成形加工性を大幅に低下させる。
ロキサンであり、ジメチルポリシロキサン、ジフェニル
ポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等があ
げられる。シリコーンの配合量は、ポリオレフィン10
0重量部に対し1〜10重量部、好ましくは3〜7重量
部であり、1重量部未満では難燃性を改善する効果が小
さく、10重量部を越えると強靱性が著しく損なわれ
る。
剤、架橋助剤、防かび剤、酸化防止剤、滑剤、分散剤等
を適宜添加してもよい。防カビ剤としてはアミン系化合
物が適切であり、具体的には2,2,4−トリメチル−
1,2−ジヒドロキノリンの重合物、2−メルカプトベ
ンツイミダゾールがあげられる。架橋方法としては、有
機過酸化物による加熱架橋または電子線等の照射による
照射架橋等があげられる。
を詳細に説明する。各例において、 (1)ポリマー1はエチレンエチルアクリレートコポリ
マ(メルトインデックス0.8dg/min、エチルア
クリレート含有量15重量%)、 (2)金属水酸化物は水酸化マグネシウム(平均粒径
0.8μm、ステアリン酸ナトリウム処理)、 (3)ポリマー2は無水マレイン酸1%グラフト直鎖状
低密度ポリエチレン(メルトインデックス30dg/m
in)、 (4)カーボンブラックは平均粒径30〜35mμ、B
ET比表面積75m2/gのファーネスブラック、 (5)シリコーンはジメチルポリシロキサン(粘度10
万センチポイズ(25℃))、 (6)防カビ剤は2,2,4−トリメチル−1,2−ジ
ヒドロキノリンの重合物、 (7)酸化防止剤は4,4´−チオビス−(6−ter
t−ブチル−3−メチルフェノール)、 (8)滑剤はステアリン酸、 (9)架橋剤はジクミルパーオキサイドである。
成が表1に示され、これら組成の酸素指数が表1の下欄
に示されている。樹脂組成物の難燃性は酸素指数を測定
することにより評価され、この手法は材料の難燃性の尺
度として広く認められてきている。ASTM D 28
63に基づいて測定された酸素指数は、樹脂組成物の試
料が燃焼を開始するに必要な窒素雰囲気に加えられる酸
素のパーセントとして定義されている。空気中には21
%の酸素が含まれているため、空気中で燃焼する樹脂組
成物の酸素指数は21ということになる。このような樹
脂は明らかに難燃性ではない。樹脂組成物の試料の燃焼
を維持するために21%以上の酸素を含むように調節さ
れた割合が樹脂組成物の難燃性の尺度である。
787号明細書に記載されている組成であり、比較例2
は比較例1にポリマー2を10重量部配合したものであ
り、酸素指数は比較例1より比較例2の方が1.5低く
なる。比較例3は比較例1にシリコーンを5重量部加え
たもので、酸素指数は比較例1に比べて9.9高くなっ
ている。
ーンを加えたものである。比較例1〜3の結果を基にす
ると、酸素指数は比較例1に比べ約8向上することが予
想されるが、実際は14.1も高くなり、ポリマー2と
シリコーンの併用により難燃性に著しい効果が認められ
る。実施例2は実施例1に架橋剤を加えて架橋したもの
で、酸素指数は実施例1とほぼ同じである。このよう
に、ポリマー2とシリコーンを金属水酸化物系で併用す
ることにより、難燃性において相乗作用を発現させるこ
とができる。
が160〜180重量部と多い場合であり、表2は架橋
の場合、表3は非架橋の場合である。実施例1、2は比
較例4、5、6と比較して、酸素指数はほぼ同じで、、
熱老化後の伸び残率、引裂き強さ、硬さにおいて大差な
くとも、伸びは2倍以上となっている。
物を提供することであるが、表4から明らかなとおり、
実施例1は耐油性、耐潤滑剤性、耐溶剤性等において優
れている。
はかるため、粘度を低減した組成物を提供することにあ
る。比較例4、5に示した樹脂組成物は高粘度であるた
め押出し成形に特殊な技術と装置を必要とする。これに
対し、ポリ塩化ビニルをベースとする難燃性樹脂組成物
は一般の技術と装置により押出し成形可能である。図1
には実施例1、比較例4、比較例5およびポリ塩化ビニ
ルについての流動特性とが示されているが、実施例1は
比較例4、5に比して著しく低粘度であり、ポリ塩化ビ
ニルに似た加工性を有していることがわかる。
燃焼時における有毒ガスおよび腐食性ガスの発生を抑制
でき、高度の難燃性を有し、しかも機械的特性および耐
油性等に優れた難燃性成形品を得ることができるように
なる。特に、本発明の組成物はその諸特性から判断して
電線・ケーブルの絶縁体やシースへの適用に好適のもの
である。
Claims (7)
- 【請求項1】ポリオレフィン100重量部に対し、金属
水酸化物を60〜120重量部、ポリエチレンに無水マ
レイン酸を0.1〜20重量部グラフト共重合させた変
性ポリエチレンを3〜20重量部、およびシリコーンを
1〜10重量部含有し、酸素指数が43以上であること
を特徴とする難燃性電気絶縁組成物。 - 【請求項2】ポリオレフィンはコポリマ含有量が5〜3
0重量%、好ましくは5〜20重量%のエチレン系コポ
リマである請求項1記載の難燃性電気絶縁組成物。 - 【請求項3】金属水酸化物は水酸化マグネシウムである
請求項1記載の難燃性電気絶縁組成物。 - 【請求項4】シリコーンはジメチルポリシロキサンであ
り、その含有量は1〜10重量部、好ましくは3〜7重
量部である請求項1記載の難燃性電気絶縁組成物。 - 【請求項5】更に少なくとも0.2重量%のアミン化合
物を含有する請求項1記載の難燃性電気絶縁組成物。 - 【請求項6】更に架橋剤を含有する請求項1記載の難燃
性電気絶縁組成物。 - 【請求項7】請求項1記載の難燃性電気絶縁組成物を被
覆してなることを特徴とする難燃性電線・ケーブル。
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