JP4879635B2 - 電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物 - Google Patents
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Description
しかし、ハロゲン系難燃剤は、燃焼時に有毒なハロゲンガスを多量に発生するので、最近では、ノンハロゲン処方の難燃樹脂組成物の出現が強く望まれている。
しかし、無機系難燃剤の難燃性付与効果は強力でなく、低密度ポリエチレン100重量部に対して、等量の100重量部を配合しても酸素消費指数は25近辺の値しか示さない。従来技術においては、UL規格のUL758
VW−1に準拠した試験に合格したことを表すVW−1を達成する電線被覆用組成物は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、無機系難燃剤を200重量部以上配合することによって得られているが、無機系難燃剤を大量に配合した組成物は、流動性が悪く、硬すぎるという欠点を有している。また、表面処理した無機系難燃剤とシリコーンをポリオレフィン系樹脂に添加した場合、難燃性の向上は見られるが、まだ難燃効果は十分なものではない。
しかし、特許文献7に開示された組成物は、酸素消費指数の向上は認められるが、VW−1をクリアするだけの高い難燃効果は有していない。VW−1をクリアーする高い難燃性と柔らかさを兼ね備えたノンハロゲン難燃性樹脂組成物としては、(A)熱可塑性樹脂100重量部に対して、(B)無機系難燃剤40〜300重量部、(C)不飽和官能基を含有しない高重合度オルガノポリシロキサン0.1〜50重量部、(D)不飽和官能基含有オルガノポリシロキサン0.01〜10重量部、(E)有機過酸化物0.01〜5重量部からなる組成物がある(特許文献8参照)。
しかし、このノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、押出機中におけるトルクが高く、流動性が低いため、加工性、生産性が悪いという欠点を有している。
すなわち、本発明は、(A)熱可塑性樹脂100重量部に対して、(B)無機系難燃剤40〜300重量部、(C)式1で表される高重合度オルガノポリシロキサン0.1〜50重量部、(D)式2で表される不飽和官能基含有オルガノポリシロキサン0.01〜10重量部を含む電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物である。
(式1中、R1は炭素数1〜6の一価炭化水素基、水酸基から選ばれる同種または異種の置換基、nは2,000〜30,000の整数である。)
(式2中、R1は炭素数1〜6の一価炭化水素基、水酸基から選ばれる同種または異種の置換基、R2は不飽和官能基であり、a及びbは、1<a+b<3、0≦a<3、0<b≦3の条件を満たす数値である。)
(A)成分である熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではなく、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂等を挙げることができるが、特にポリオレフィン系樹脂が好ましい。(A)成分の具体例としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体等のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸アミド共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン無水マレイン酸共重合体、熱可塑性エラストマーとして、アイオノマー、ポリプロピレン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー等を挙げることができる。
これらのうち、特に、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体は、無機系難燃剤の分散性に優れているため、好適である。また、これらを単独使用または2種以上を併用しても差し支えない。
(B)成分の配合量は、(A)成分の熱可塑性樹脂100重量部に対して、40〜300重量部、好ましくは、50〜150重量部である。(B)成分が40重量部未満であると、難燃効果が不十分であり、300重量部を超えると、組成物の硬度が高くなり、流動性が悪くなる。
また、不飽和官能基含有シラン化合物で表面処理された無機系難燃剤は、例えば、無機系難燃剤の表面に不飽和官能基含有シラン化合物の溶液をスプレーした後、乾燥すること、無機系難燃剤のスラリー中に不飽和官能基含有シラン化合物を添加した後、乾燥すること、あるいは、不飽和官能基含有シラン化合物の溶液中に無機系難燃剤を添加、撹拌した後、乾燥することによって調製することができる。
R1は炭素数1〜6の一価炭化水素基、水酸基から選ばれる同種または異種の置換基である。R1の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基を挙げることができる。(C)成分は2種以上を併用してもよい。
この(C)成分の高重合度オルガノポリシロキサンの性状は、オイル状、生ゴム状のいずれであってもよいが、生ゴム状がより好ましい。また、式1において、シロキサン単位の繰り返し数であるnは、2,000〜30,000の整数とする。nの値が2,000未満では難燃性が低下し、加工性が悪くなる場合があり、nが30,000を超えると、組成物が高粘度となりすぎて、製造時の撹拌が困難になる。分岐構造はn数の5%未満であれば含むことは構わない。
式2中、R1は炭素数1〜6の一価炭化水素基、水酸基から選ばれる同種または異種の置換基、R2は不飽和官能基である。R1は式1の場合と同様、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基を挙げることができる。
また、R2は不飽和官能基であり、具体的には、炭素数2〜8のアルケニル基、アクリル基、メタアクリル基等が挙げられ、反応性の点から、特に、ビニル基が好ましい。また、a及びbは、1<a+b<3、0≦a<3、0<b≦3の条件を満たす数値である。
(D)式2で表される不飽和官能基含有オルガノポリシロキサンの不飽和官能基は、ケイ素原子に結合する全置換基中、少なくとも1個以上あることが架橋体形成の上で好ましい。
また、本発明において使用可能な上記接着助剤としては、各種アルコキシシラン等を挙げることができる。
表1に示した各種原材料(表1の原材料欄の数字は重量部を示す。)をラボプラストミルR250ミキサー(東洋精機製作所製、商品名)に入れ、実施例1〜5及び比較例2〜4については150℃、30rpm、5分の条件で、比較例1については180℃、30rpm、5分混合後の条件で混練し、ペレットとして押出した後、以下に示すように、メルトフローレート(MFR)(190℃、2.16kg、A法)を測定することにより流動性(加工性)を評価した。
その後、押出したペレットを断面積2mm2の銅線上に0.8mmの厚さで被覆して、銅線の周囲に被覆層を有する電線を作製した(比較例1)。また、上記ペレットを、150℃、1分、1mm厚にプレス成形することにより、シートを作製した。このシート及び電線に、更に加速電圧1,000keV、照射量15Mradで電子線照射を行い、架橋処理することにより、ノンハロゲン難燃シートとVW−1試験用の電線を作製した(実施例1〜5、比較例2〜4)。そして、VW−1試験用の電線について、以下に示すように、難燃性試験を行い、難燃性を評価した。
上記作製したペレットを用いて、JIS−K 7210に準拠した方法で測定し、結果を表1に記載した。
(難燃性試験)
上記作製したVW−1試験用の電線を用いて、UL規格のUL758 VW−1「垂直難燃性試験」に準拠して、その難燃性を評価し、合否を判定し、結果を表1に記載した。
(1)EVA(エチレンビニルアセテート) エバフレックス40LX(三井デュポンポリケミカル社製、商品名)、
(2)EEA(エチレンエチルアクリレート) PES220(日本ユニカー社製、商品名)、
(3)キスマ5P(メタクリロキシシラン処理水酸化マグネシウム、協和化学社製、商品名)
(4)キスマ5A(飽和脂肪酸処理水酸化マグネシウム、協和化学社製、商品名)
(5)高重合度ジメチルポリシロキサン(25℃における溶解粘度30,000mPa・s(30%キシレンに溶解させた場合の粘度)、推定粘度:約240万mPa・s、信越化学工業社製)、
(6)メチルビニルシリコーンオイル(全置換基中のビニル基量10モル%、25℃における粘度700 mPa・s、信越化学工業社製)、
(7)パーブチルP40(ジアルキル型有機過酸化物、日本油脂社製、商品名)、
(8)CAT−PL−1(白金錯体、白金量2%、信越化学工業社製、商品名)。
表1からわかるように、本発明の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物は、難燃性、流動性(すなわち、加工性、生産性)に優れている。
Claims (13)
- (A)熱可塑性樹脂100重量部に対して、(B)無機系難燃剤40〜300重量部、(C)式1で表される高重合度オルガノポリシロキサン0.1〜50重量部、(D)式2で表される不飽和官能基含有オルガノポリシロキサン0.01〜10重量部を含み、有機過酸化物を含まない電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
(式1中、R1は炭素数1〜6の一価炭化水素基、水酸基から選ばれる同種または異種の置換基、nは2,000〜30,000の整数である。)
(式2中、R1は炭素数1〜6の一価炭化水素基、水酸基から選ばれる同種または異種の置換基、R2は不飽和官能基であり、a及びbは、1<a+b<3、0≦a<3、0<b≦3の条件を満たす数値である。) - (C)式1で表される高重合度オルガノポリシロキサン及び(D)式2で表される不飽和官能基含有オルガノポリシロキサンの合計量に対して、(E)白金族元素含有触媒が、貴金属分として、1ppm〜5,000ppm添加されたものであることを特徴とする請求項1に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- (E)白金族元素含有触媒が、白金触媒、パラジウム触媒及びロジウム触媒から選択される1種以上を含むことを特徴とする請求項2に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- (B)無機系難燃剤が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ、四酸化アンチモン、ホウ酸亜鉛、ジルコニウム化合物、モリブデン化合物、炭酸カルシウム、シリカ、シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダー、タルク、アクリルシリコーンパウダー、酸化チタン、ろう石、石英、けいそう土、硫化鉱、硫化焼鉱、黒鉛、ベントナイト、カオリナイト、活性炭、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化鉄、大理石、ベークライト、ポートランドセメント、SiOパウダー、窒化ホウ素、合成マイカ、ガラスビーズ、マイカ、及びセリサイトから選択される1または2以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- (B)無機系難燃剤が、不飽和官能基含有シラン化合物で表面処理された無機系難燃剤と該シラン化合物で表面処理されていない無機系難燃剤からなり、且つ、(B)無機系難燃剤全体中における両者の重量比率は、該シラン化合物で表面処理された無機系難燃剤が0.5重量%以上100重量%未満、該シラン化合物で表面処理されていない無機系難燃剤が99.5重量%以下(但し、0重量%は除く。)であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- 不飽和官能基含有シラン化合物で表面処理された無機系難燃剤において、不飽和官能基含有シラン化合物の無機系難燃剤表面への処理量が、該無機系難燃剤量の0.001〜5重量%であることを特徴とする請求項5に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- (D)式2で表される不飽和官能基含有オルガノポリシロキサンの不飽和官能基が、ケイ素原子に結合する全置換基中、少なくとも1個以上あることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- (D)式2で表される不飽和官能基含有オルガノポリシロキサンの25℃における粘度が10,000mPa・s以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- (A)熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- (A)熱可塑性樹脂が、スチレン系樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- 使用用途が電線被覆材料であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物を電子線照射して得られるノンハロゲン難燃樹脂組成物架橋体。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物を電子線照射により架橋させる電子線照射用ノンハロゲン難燃樹脂組成物の架橋方法。
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