JP2753840B2 - 無機難燃剤高充填難燃性オレフィン重合体組成物 - Google Patents
無機難燃剤高充填難燃性オレフィン重合体組成物Info
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Description
にハロゲン系ガス等の有毒ガスの発生がなく、機械的強
度、可とう性、伸長性等の物性が優れた、電線・ケーブ
ルの絶縁層やシース層、その他各種成形品を形成するこ
とのできる難燃性オレフィン重合体組成物に関する。
絶縁特性の優れたポリオレフィン系樹脂が多く用いられ
るが、最近高度の難燃性が要求されるようになり、例え
ばUL規格においてはV−1ないしV−0という高度の難
燃度が要求されている。有機ハロゲン化合物等の難燃
剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤又は塩化ビニル樹
脂、塩素化ポリエチレン等をポリオレフィンにブレンド
して難燃化することができるが、燃焼時に火垂れが生じ
たり、燃焼時の発煙量が多かったり、燃焼時に有毒なガ
スが発生したり、金属の腐蝕性がある等欠点があった。
レフィン樹脂に配合する方法が提案され、水酸化アルミ
ニウムがコストが安く最初に使用されたが、分解温度が
170〜190℃と低く、分解により水を発生するので成形品
の中及び表面に発泡を生ぜしめ成形品の性能を悪くし、
又V−1ないしV−0を達成するには60〜65重量%とい
う高配合率にしなければならず問題があった。
分解温度が360℃近辺と非常に高く、成形品の製造中に
比較的に発泡を起こさないので、種々の通信ケーブル等
のシース層用難燃性オレフィン重合体組成物の難燃剤と
して使用されてきた。
ないしV−0という高度の難燃性の要求をクリヤーにす
るには60〜65%という高充填にしなければならないが、
成形加工時において押出し速度が低下し生産性が悪化
し、又製造された成形品も機械的強度、伸長性,可とう
性、低温特性等が悪くなり望ましくない。これ等を解決
するため、本特許出願人は超低密度エチレン−α−オレ
フィン共重合体を樹脂成分とする技術を先に提案したが
(特開昭61−213238)、該技術によっても、成形品の機
械的強度は、まだ不充分であった。
機難燃剤を配合した難燃性樹脂組成物からつくった成形
品は優れた性質があるが、特に無機難燃剤をUL規格のV
−1ないしV−0という高度の難燃性の要求をクリヤー
するには60〜65%という高充填にしなければならない
が、この様な高充填では加工性が悪くかつ、つくられた
成形品の機械的強度、伸長性、可とう性、低温特性等が
劣るという問題点があった。
ることにある。
ィン系樹脂組成物に特定の酸変性共重合体または、該酸
変性共重合体と低結晶性エチレン−α−オレフィン共重
合体を配合することにより解決される。
ンと他のα−オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸
ビニルまたはエチルアクリレートとの共重合体、エチレ
ン以外のα−オレフィンの単独重合体およびα−オレフ
ィンと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体からな
る群から選択されるオレフィン系樹脂100重量部に酸変
性した直鎖状エチレン−ヘキセン−1共重合体及び酸変
性した直鎖状エチレン−オクテン−1共重合体から選択
される酸変性樹脂を20〜80重量部を添加した樹脂100重
量部に無機難燃剤50〜250重量部を添加した無機難燃剤
高充填難燃性オレフィン重合体組成物。及び(2)エチ
レンの単独重合体、エチレンと他のα−オレフィンとの
共重合体、エチレンと酢酸ビニルまたはエチルアクリレ
ートとの共重合体、エチレン以外のα−オレフィンの単
独重合体およびα−オレフィンと共重合可能なビニルモ
ノマーとの共重合体からなる群から選択されるオレフィ
ン系樹脂100重量部に酸変性した直鎖状エチレン−ヘキ
セン−1共重合体及び酸変性した直鎖状エチレン−オク
テン−1共重合体から選択される酸変性樹脂20〜80重量
部と低結晶性エチレン−α−オレフィン共重合体10〜40
重量部を添加した樹脂100重量部に無機難燃剤を50〜250
重量部を添加した無機難燃剤高充填難燃性オレフィン重
合体組成物である。
の単独重合体、エチレンと他のα−オレフィンとの共重
合体、エチレンと酢酸ビニル又はエチルアクリレートと
の共重合体、エチレン以外のα−オレフィンの単独重合
体、α−オレフィンと共重合可能なビニルモノマーとの
共重合体を意味する。
酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共
重合体、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、気
相法直鎖状低密度ポリエチレン、気相法超低密度ポリエ
チレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピ
レン−ジエンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、ポ
リプロピレン、ポリブテン−1等を意味し、これ等単独
又は二種類以上を混合して使用してもよい。
−1共重合体とは公知の方法、例えば主触媒として遷移
金属化合物(チタン、バナジウム等の化合物)、助触媒
として有機金属化合物(例えば有機アルミニウム)、担
体(例えばケイ素、チタン、マグネシウム等の酸化物)
からなるチーグラー触媒、クロム系触媒等の存在下で、
エチレンとヘキセン−1を中圧又は低圧下で、スラリー
法、気相法、高温溶解法等の種類の方法で重合されたエ
チレン−ヘキセン−1共重合体を酸変性したものであ
る。
酸、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル
酸、ソルビン酸、クロトン酸、シトラコン酸等のカルボ
ン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコ
ン酸等の酸無水物類、アクリル酸グリシジル、メタクリ
ル酸グリシジル等エポキシ類、アクリル酸2−ヒドロキ
シエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、ポリエ
チレングリコールモノアクリレート等のヒドロキシ化合
物類、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウ
ム、アクリル酸亜鉛等の金属塩類等を挙げることがで
き、相互の混合使用も可能である。なかでもアクリル
酸、マレイン酸、無水マレイン酸が好ましい結果を与え
る。なお、上記のモノマーを使用する際にスチレン、酢
酸ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、ビニルシラン、メタアクリロキシプロピルシラン等
の他種モノマーと同時に使用して、共グラフト共重合す
ることができる。
する不飽和カルボン酸、又はその誘導体、その他の官能
性ビニルモノマーの量は0.005〜5モル%の範囲であ
り、0.01〜1.0モル%が好適である。
濁法、溶融法)による、いずれかの製造方法を採用でき
る。これ等の製造方法のうち、溶液法によって該共重合
体を不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性する場合、
無極性有機溶媒中に該共重合体と不飽和カルボン酸及び
/又はその誘導体を投入し、更にラジカル開始剤を添加
して高温にて加熱することによって変性共重合体を得る
ことができる。この際使われる無極性有機溶媒として
は、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、クロルベンゼン及びテトラクロルエタンが挙げられ
る。又、ラジカル開始剤としては、2,5−ジメチル−2,5
−ジ(第三級ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメ
チル−ジ(第三級ブチルパーオキシ)ヘキシン−3及び
ベンゾイルパーオキサイドのごとき有機過酸化物が挙げ
られる。更に処理温度は、使用する該共重合体が溶解す
る温度であり、一般にが110〜160℃であり、とりわけ13
0〜150℃が好ましい。
はその誘導体で変性する場合、極性溶媒(一般には、
水)中に該共重合体と不飽和カルボン酸及び/又はその
誘導体を投入し、更に前記のラジカル開始剤を添加して
高圧下で100℃以上の温度において処理することによっ
て得られる。
又はその誘導体で変性する場合、一般の合成樹脂の分野
において使用されている溶融混練機(例えば、押出機)
を用いて、ポリオレフィン、不飽和カルボン酸及び/も
しくはその誘導体並びに前記のラジカル発生剤を溶融混
練しながら処理することによって得ることができる。こ
の際の混練温度は使用するポリオレフィン及びラジカル
発生剤の種類によって異なるが、使われるポリオレフィ
ンの融点以上ないし300℃以下の温度範囲である。
合体とは、エチレン90〜99モル%とオクテン−1 1〜
10モル%を液相又は気相で共重合させたものであり、密
度は0.900〜0.940、メルトインデックスは1−10、融点
は120〜128℃の範囲のものであり、例えば出光石油化学
(株)よりモアテック(MORETEC)なる商品名で市販さ
れているものである。この直鎖状エチレン−オクテン−
1共重合体を酸変性する方法は上記した直鎖状エチレン
−ヘキセン−1共重合体を酸変性する方法と同じ方法で
できる。
性した直鎖状エチレン−ヘキセン−1共重合体及び酸変
性した直鎖状エチレン−オクテン−1共重合体から選択
された酸変性樹脂を20〜80重量部を添加するが、20重量
部以下では機械的強度が不十分であり、80重量部以上で
は可とう性、熱劣化性、加工性において劣り望ましくな
い。
アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、
酸化ジルコン、メタ硼酸バリウム、メタ硼酸亜鉛、水酸
化カルシウム、カオリナイト、モンモリロナイト、タル
ク、粘土、赤燐、硼酸バリウム、シリカ、ホワイトカー
ボン、珪そう土、硫酸バリウム、セライト、無水アルミ
ナ、酸化チタン、酸化亜鉛、二硫化モリブデン、燐酸カ
ルシウム、アスベスト、リトポン等であり、これ等は単
独あるいは二種類以上を併用してもよく、又これ等にヘ
キサブロムベンゼン、トリス(2,3−ジブロムプロピ
ル)イソシアネート、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5
−ジブロムフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒド
ロキシエトキシ−3,5−ジブロムフェニル)プロパン、
デカブロムジフェニルオキサイド、ペンタブロムジフェ
ニルエーテル、ヘキサブロムビフェニル、塩素化パラフ
ィン、臭素化エポキシ樹脂、ハロゲン化燐酸エステル、
トリスクロルエチルホスフェート、ハロゲン化縮合燐酸
エステル、ジフェニルクレジルホスフェート等の臭素
系、塩素系、含燐系難燃剤を併用してもよい。
〜250重量部を添加する。50重量部以下では難燃効果が
なく、250重量部以上であると、機械的強度、加工性、
伸長性、可とう性、低温特性等が悪くなり望ましくな
い。無機難燃剤の表面はシランカップリング剤、チタネ
ートカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、
脂肪酸金属塩等で処理することが望ましい。
ン共重合体とはメルトインデックス0.1ないし50g/10mi
n、密度0.870ないし0.900g/cc、X線による結晶化度5
ないし40%、融点40ないし100℃及びエチレン含有量85
ないし95モル%のエチレンと炭素数3ないし10のα−オ
レフィンとのランダム共重合体である。エチレンと共重
合される炭素数3ないし10のα−オレフィンとは具体的
にプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−
1、4−メチルペンテン−1、オクテン−1、デセン−
1あるいはこれ等の混合物であり、特に炭素数3ないし
5のα−オレフィン、とりわけブテン−1が好ましい。
この低結晶性エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
法は三塩化バナジル、モノエトキシ二塩化バナジル、ト
リエトキシバナジル、バナジウムオキシジアセチルアセ
トネート、バナジウムトリアセチルアセトネート等のバ
ナジウム化合物と実験式RnAlX3-n(但しRはアルキル基
のような炭化水素、0<n≦3、Xは水素、塩素、炭素
数2ないし4のアルコキシ基)で示される有機アルミニ
ウム化合物からなる触媒を用い、エチレンと炭素数3な
いし10のα−オレフィンを溶媒の存在下に共重合させる
方法が好適であるが、これに限定されるものではない。
共重合体は、オレフィン系樹脂100重量部に酸変性した
直鎖状エチレン−ヘキセン−1共重合体及び酸変性した
直鎖状エチレン−オクテン−1共重合体から選択した酸
変性樹脂を20〜80重量部添加したものに、更に低結晶性
エチレン−α−オレフィン共重合体10〜40重量部を添加
する。低結晶性エチレン−α−オレフィン共重合体を加
えると機械的強度が顕著に改良される。低結晶性エチレ
ン−α−オレフィン共重合体の添加量が10重量部以下で
あると機械的強度の更なる改良効果は少なく、又40重量
部以上添加しても機械的強度の更なる増加はのぞめな
く、むしろコストアップにつながり望ましくない。
の樹脂組成物に用いられる各種の補助資材を含むことが
できる。この様な補助資材としては、安定剤、酸化防止
剤、充填剤、着色剤、カーボンブラック、架橋剤、滑
剤、加工性改良剤、帯電防止剤等がある。
び上記各種補助資材を加えてバンバリーミキサー、加圧
ニーダー、二軸押出機、ブスコニーダー、ヘンシェルミ
キサー、ロールニーダー等を用いる通常の混練法で製造
できる。各成分の混合順序は任意でよく、酸化防止剤、
架橋剤、帯電防止剤等の微量添加成分は予めポリオレフ
ィン系樹脂、特にEVA,EEA等との高濃度マスターバッチ
を製造し、添加してもよい。得られた難燃性オレフィン
重合体組成物は射出成形、押出成形、回転成形、圧縮成
形等によって各種成形品を得ることができる。
し、これより試験片を作製して実施した。
ート共重合体(日本ユニカー製WN−130)100重量部、無
水マレイン酸0.5%をグラフトした低密度直鎖状エチレ
ン−ヘキセン−1共重合体(日本ユニカー製)30重量
部、水酸化マグネシウム(協和化学工業製 ステアリン
酸表面処理)200重量部、酸化防止剤(チバガイギー社
製 IRGANOX 1010)0.5重量部、カーボンブラック(キ
ャボット社製 Vulcan 9A−32)2.5重量部をバンバリー
ミキサーで160℃で10分間混練し、のち造粒してペレッ
トを得た。このペレットを熱ブレス成形機で150℃、5
分間予熱後、100kg/cm2、3分間加圧して成形すること
により得られた厚さ3mm、又は1mm、縦150mm、横180mmの
シートから、JIS K 7201で規定されるタンザク状試験片
又はJIS K 6760で規定されるダンベル状試験片に打抜
き、各種試験用試験片とした。
度、伸長率等の測定を行い、第1表にその結果を示し
た。
用量をかえて実施例1と同様な試験を行い。その結果を
第1表に示した。
種類、数値で試験行った。結果を同様第1表に示した。
% MI=0.7 *2 日本ユニカー(株)製 DFDA−1137 気相法超低
密度PE(MI=0.8,密度=0.906) *3 日本ユニカー(株)製のタフセン (MI=3,密度
=0.925)の無水マレイ酸0.5%グラフト物 *4 日本ユニカー(株)製のタフセン (MI=5,密度
=0.890)の無水マレイ酸0.5%グラフト物 *5 出光石化(株)製のモアテックの無水マレイン酸
0.5%グラフト物 *6 日本ユニカー(株)製のNUC−9025(MI=3.2,密
度=0.922)の無水マレイン酸0.5%グラフト物 *7 日本ユニカー(株)製のDFDA−1137(MI=0.8,密
度=0.906)の無水マレイン酸0.5%グラフト物 *8 三井石化(株)製のタイマー *9 協和化学工業(株)製 ステアリン酸表面処理Mg
(OH)2 *10 協和化学工業(株)製 塩基性炭酸マグネシウム
(MgCO3・Mg(OH)2・H2O) *11 昭和軽金属(株)製 ハイジライトH−42M *12 酸素指数で評価。JIS K 7201による。
い。○=よい。
ー社 IRGANOX 1010)、カーボンブラック2.5重量部
(キャボット社製 Vulcan 9A−32)を添加した。
て酸変性した直鎖状エチレン−ヘキセン−1共重合体乃
至酸変性した直鎖状エチレン−オクテン−1共重合体を
オレフィン系樹脂100重量部に対して20〜80重量部の範
囲で添加した実施例1〜5の組成物に於ては引張強度、
伸張率等の機械的性質が十分に満足するものが得られ、
更に低結晶性エチレン−α−オレフィン共重合体を10〜
40重量部の範囲内で併用した実施例6〜11の組成物は引
張強度、伸張率がより改善されていることがわかる。
高圧法ポリエチレン或いは酸変性した低密度直鎖エチレ
ン−ブテン−1共重合体を使用した比較例1〜2の組成
物は引張強度が不十分なものであり、更に低結晶性エチ
レン−α−オレフィン共重合体を併用した比較例3〜4
の組成物に於ても引張強度の改善は見られない。
ても、その添加量が少いと(比較例5)引張強度が不十
分なものであることがわかる。
該酸変性共重合体と低結晶性エチレン−α−オレフィン
共重合体を配合したため、無機難燃剤が高充填されてい
るにもかかわらず、成形品の引張強度、伸張率等の物性
の低下がなく、従って、本発明の組成物から作られる電
線、ケーブルその他成形品は高度の難燃性を有してお
り、かつ機械的特性にも優れ、従来品と比較して非常に
優れた性能を有するものである。
Claims (2)
- 【請求項1】エチレンの単独重合体、エチレンと他のα
−オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルまた
はエチルアクリレートとの共重合体、エチレン以外のα
−オレフィンの単独重合体およびα−オレフィンと共重
合可能なビニルモノマーとの共重合体からなる群から選
択されるオレフィン系樹脂100重量部に酸変性した直鎖
状エチレン−ヘキセン−1共重合体および酸変性した直
鎖状エチレン−オクテン−1共重合体から選択される酸
変性樹脂20〜80重量部を添加した樹脂100重量部に無機
難燃剤50〜250重量部添加した無機難燃剤高充填難燃性
オレフィン重合体組成物。 - 【請求項2】エチレンの単独重合体、エチレンと他のα
−オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルまた
はエチルアクリレートとの共重合体、エチレン以外のα
−オレフィンの単独重合体およびα−オレフィンと共重
合可能なビニルモノマーとの共重合体からなる群から選
択されるオレフィン系樹脂100重量部に酸変性した直鎖
状エチレン−ヘキセン−1共重合体および酸変性した直
鎖状エチレン−オクテン−1共重合体から選択される酸
変性樹脂20〜80重量部と低結晶性エチレン−α−オレフ
ィン共重合体10〜40重量部を添加した樹脂100重量部に
無機難燃剤50〜250重量部添加した無機難燃剤高充填難
燃性オレフィン重合体組成物。
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