JP5609906B2

JP5609906B2 - 難燃剤、難燃性組成物及び電線・ケーブル

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Application number: JP2012055676A
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Inventors: 安藤　好幸; 好幸安藤; 明成中山
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Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2014-10-22
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Description

本発明は、難燃剤、難燃性組成物及び電線・ケーブルに関し、さらに詳しくは、ノンハロゲン難燃電線・ケーブルの被覆材として用いられる難燃性組成物に含有される難燃剤、その難燃剤を含有する難燃性組成物及びその難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えた電線・ケーブル関する。

電線・ケーブルの燃焼時の発煙、毒性、腐食等の二次災害を防止する目的から、ハロゲン系難燃剤の使用が控えられている。そのため、例えば、被覆材に難燃性を付与する難燃剤の一つとして水酸化マグネシウムが用いられている。しかし、水酸化マグネシウムは、本質的に変質・劣化し易い欠点を有している。特に、酸性雰囲気においては、酸と反応することによりマグネシウム塩が生成し、析出又は溶出してしまう等の欠点を有している。

この対策として、また、他の機能の向上を目的として、水酸化マグネシウムに対して、脂肪酸又はシランカップリング材等の有機材料によって表面処理を施すことが数多く提案されている。また、酸化ケイ素（シリカ）、酸化アルミニウム等を主成分とする無機材料によって表面処理を施した後に、さらに、上記有機材料で表面処理を施すこと等が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２等参照）。

しかしながら、耐酸性については、十分には解決されておらず、さらなる改良が求められている。

特許第２６４５０８６号公報特許第４１０６９２８号公報

本発明は、上述の問題に鑑みなされたもので、耐酸性を向上せしめた難燃剤、その難燃剤を含有した難燃性組成物、及びその難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えた電線・ケーブルを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明によって、以下の難燃剤、難燃性組成物及び電線・ケーブルが提供される。

［１］エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施された水酸化マグネシウムを含む難燃剤。

［２］前記エポキシ系シランカップリング剤及び前記アミノ系シランカップリング剤は、表面処理量として、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、０．１〜１０質量部を、それぞれ添加される前記［１］に記載の難燃剤。

［３］前記水酸化マグネシウムは、前記エポキシ系シランカップリング剤及び前記アミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施される前に、無機材料によって表面処理を施された前記［１］又は［２］に記載の難燃剤。

［４］前記無機材料は、表面処理量として、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、０．１〜２０質量部を、添加される前記［３］に記載の難燃剤。

［５］前記無機材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化バナジウム、酸化マンガン、又はこれらの混合物である前記［３］又は［４］に記載の難燃剤。

［６］プラスチック又はゴムと、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の難燃剤とを含有する難燃性組成物。

［７］前記プラスチック又はゴム１００質量部に対して、前記難燃剤を４０〜３００質量部含有する前記［６］に記載の難燃性組成物。

［８］前記［６］又は［７］に記載の難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えた電線・ケーブル。

本発明によれば、耐酸性を向上せしめた難燃剤、その難燃剤を含有した難燃性組成物、及びその難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えた電線・ケーブルが提供される。特に、本発明は、高湿度雰囲気に用いられるノンハロゲン難燃電線・ケーブルに適用されると効果的である。

［実施の形態の要約］
本実施の形態の難燃剤は、水酸化マグネシウムを含む難燃剤において、エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施されてなるものである。また、本実施の形態の難燃性組成物は、プラスチック又はゴムと、難燃剤とを含有する難燃性組成物において、難燃剤として、エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施された水酸化マグネシウムを含む難燃剤を含有するものである。さらに、本実施の形態の電線・ケーブルは、難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えた電線・ケーブルにおいて、被覆材として、エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施された水酸化マグネシウムを含む難燃剤を含有する難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えたものである。

［発明の実施の形態］
以下、本発明の難燃剤、難燃性組成物及び電線・ケーブルの実施の形態について具体的に説明する。

１．難燃剤
本実施の形態の難燃剤は、エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施された水酸化マグネシウムを含む。

本実施の形態に用いられる水酸化マグネシウムとしては、海水中のマグネシウムを原料として合成された合成水酸化マグネシウム、又は天然ブルーサイト鉱石を粉砕した天然水酸化マグネシウムを使用することができる。その形態、形状としては、特に制限はないが、例えば、粉径又は粒径が０．１〜５０μｍの粉体又は粒子形状を挙げることができる。

本実施の形態において、水酸化マグネシウムの表面処理を施すための表面処理剤として、エポキシ系シランカップリング剤とアミノ系シランカップリング剤との組合せだけが顕著な効果を発揮する理由に関しては、必ずしも明確ではないが、各シランカップリング剤の構成成分であるエポキシ基とアミノ基とが化学的に反応し、その結合力が比較的に高いからではないかと考えられる。その結果、水酸化マグネシウムに対して、エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤からなる２重の保護層が形成されるからではないかと考えられる。

一般的なシランカップリング剤の作用機構は、水酸化マグネシウム等のような無機材料の表面に、シランカップリング剤分子のアルコキシ基部分が加水分解されて形成されたシラノール基が水素結合により吸着し、さらに、脱水縮合反応により、化学結合する。シランカップリング剤分子の一部分であるエポキシ基、アミノ基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基等の官能基は、水酸化マグネシウム粒子に対して、外側に位置する。ここで、同一のシランカップリング剤、又は本実施の形態とは異なる他の組み合わせのシランカップリング剤が吸着したとしても、その吸着・結合力は小さいので、水酸化マグネシウムに対する保護効果が小さくなると考えられる。

一方、エポキシ基とアミノ基との反応性は高く、その結合力が比較的に大きいので、一方のシランカップリング剤分子の一部分が水酸化マグネシウムの表面に吸着し、１層目のシランカップリング層が形成され、その外側に位置した官能基に、もう一方のシランカップリング剤の一部分を構成する官能基が化学結合する。その結果、２層目のシランカップリング剤は、官能基が水酸化マグネシウム側、アルコキシ基又はシラノール基が、外側に位置する。このような反応により、強固に化学結合した、２層のシランカップリング剤の保護層が形成されるので、耐酸性が向上するものと考えられる。

本実施の形態に用いられるエポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、２−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。なお、後述する実施例においては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いた。

本実施の形態に用いられるアミノ系シランカップリング剤は、例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリルーＮ−（１，３−ジメチルーブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニルー３−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。なお、後述する実施例においては、３−アミノプロピルトリメトキシシランを用いた。

エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤は、表面処理量として、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、０．１〜１０質量部を、それぞれ添加されることが好ましく、０．１〜３質量部をそれぞれ添加されることがさらに好ましい。０．１質量部未満であると、十分な添加効果を見込めないことがあり、１０質量部を超えると、水酸化マグネシウム粒子同士が凝集して大きな塊となり、製品外観や機械物性の悪化を招くことがある。

シランカップリング剤の添加順序としては、一方のシランカップリング剤で水酸化マグネシウムを表面処理し、しかる後に、もう一方のシランカップリング剤で表面処理する逐次法であってもよく、また、２種類のシランカップリング剤を同時に表面処理する、所謂、同時法であってもよい。

シランカップリング剤による表面処理の方法としては、特に制限はないが、例えば、水酸化マグネシウムスラリー中にシランカップリング剤を添加する湿式法、水酸化マグネシウム粒子をヘンシェルミキサー等で撹拌しながらシランカップリング剤を添加する乾式法、水酸化マグネシウムを他の配合剤とともに樹脂へ混練する時に同時に添加する、所謂、同時混練法等があり、いずれも使用可能である。

２種類のシランカップリング剤により表面処理されることによって、水酸化マグネシウムの表面にシランカップリング剤による２層の保護層が形成される。これは、逐次法、同時法等の表面処理方法によらず同じである。同時法の場合でも、初めにどちらか一方のシランカップリング剤が水酸化マグネシウムの表面に吸着し、別のシランカップリング剤が最初に吸着したシランカップリング剤の表面（水酸化マグネシウムに対して外側）の官能基と反応するため、逐次法の場合と同様に２層の保護層が形成される。

水酸化マグネシウムは、シランカップリング剤によって表面処理を施される前に、無機材料によって表面処理を施されることで、耐酸性が一層向上するため、好ましい。

この場合、無機材料は、表面処理量として、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、０．１〜２０質量部を、添加されることが好ましく、０．１〜３質量部を添加されることがさらに好ましい。

無機材料としては、特に制限はないが、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化バナジウム、酸化マンガン、又はこれらの混合物を挙げることができる。

２．難燃性組成物
本実施の形態の難燃性組成物は、プラスチック又はゴムと、上述の難燃剤とを含有する。

本実施の形態に用いられるプラスチック又はゴム（ベースポリマー）としては、特に制限はないが、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−ブテン−ヘキセン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−オクテン共重合体（ＥＯＲ）、エチレン共重合体ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）、ポリ−４−メチル−ペンテン−１、マレイン酸グラフト低密度ポリエチレン、水素添加スチレン−ブタジエン共重合体（Ｈ−ＳＢＲ）、マレイン酸グラフト直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンと炭素数が４〜２０のα−オレフィンとの共重合体、エチレン−スチレン共重合体、マレイン酸グラフトエチレン−メチルアクリレート共重合体、マレイン酸グラフトエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体、ブテン−１を主成分とするエチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合体等を主成分としたものを挙げることができる。これらは、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

本実施の形態においては、プラスチック又はゴムの１００質量部に対して、上述の難燃剤を４０〜３００質量部含有することが好ましい。４０質量部未満であると、組成物の難燃性が低くなることがあり、また、３００質量部を超えると、混練性やケーブル押出性等の成形加工性、機械的特性等への悪影響が増大することがある。

本実施の形態においては、難燃性組成物中には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃助剤、滑剤（加工助剤）、その他の充填剤・安定剤（カーボンブラック、金属酸化物等）、各種の機能性有機材料、着色剤等を添加してもよい。

３．電線・ケーブル
本実施の形態の電線・ケーブルは、上述の難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えている。例えば、電線は、銅導体と、銅導体上に上述の難燃性組成物を用いて被覆された後、架橋され、形成された被覆材とを備えて構成される。また、ケーブルは、電線と、電線の外側に上述の難燃性組成物を用いて被覆、形成されたシースとを備えて構成される。さらに、具体的には、本実施の形態のケーブルは、銅導体と銅導体上に上述の難燃性組成物を用いて被覆、形成された被覆材とを備えた３本の電線と、電線と共に撚り合わされた紙等の介在と、外周に巻回された押え巻きテープと、最外層として、上述の難燃性組成物を押出被覆して形成されたシースとを備えて構成される。

以下、本発明を、実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によっていかなる制限を受けるものではない。

（実施例１）
エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）（ＥＡ含有量１０質量％、ＭＩ＝０．４ｇ／１０分、ＪＰＥ社製：商品名：Ａ１１００）１００質量部、水酸化マグネシウムＧ（無機材料による表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム）１２０質量部、難燃助剤としてのカーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シーストＧ１１６）５質量部、酸化防止剤（ＢＡＳＦジャパン（株）製、商品名：イルガノックス１０１０）０．５質量部、及び加工助剤（ステアリン酸亜鉛）０．５質量部を、６インチオープンロールによって、約１４０℃で１０分混練した後、約１８０℃５分加圧成形して、約１ｍｍ厚×５０ｍｍ幅×６０ｍｍ長のシートを作製した。なお、シランカップリング剤の表面処理法としては、湿式法、逐次法を用いた。また、上述の水酸化マグネシウムは、具体的には、濃度２００ｇ／リットルの水懸濁液１リットルに、４．０ｇのシランカップリング剤をそれぞれ添加し、この懸濁液を室温で２０時間、撹拌後、乾燥・粉砕して作製した。

得られたシートを用いて、耐酸性を評価した。結果を表１に示す。なお、耐酸性は、以下に示す耐硝酸性によって評価した。この場合、重量変化≦３ｍｇ／ｃｍ^２の場合を耐硝酸性の向上効果あり（○）とした。３ｍｇ／ｃｍ^２よりもシートの重量変化が大きい場合、耐硝酸性の向上効果なし（×）とした。耐硝酸性は、３０％硝酸水溶液に常温３ｈ浸漬し、さらに純水に常温２４ｈ浸漬した後、８０℃で６ｈ乾燥した後の表面積当たりの重量変化（ｍｇ／ｃｍ^２）を測定した。

注）配合量：質量部
○：耐硝酸性の向上効果あり、×：耐硝酸性の向上効果なし
ＥＥＡ：ＥＡ含有量１０質量％、ＭＩ＝０．４ｇ／１０分、ＪＰＥ社製Ａ１１００
難燃助剤：カーボンブラック：シーストＧ１１６
酸化防止剤：イルガノックス１０１０
加工助剤：ステアリン酸亜鉛
耐硝酸性：３０％硝酸水溶液に常温３ｈ浸漬＋純水に常温２４ｈ浸漬＋８０℃乾燥６ｈ

（実施例２、比較例１〜６）
配合組成を、表１に示すものに変えたこと以外は実施例１と同様にした。なお、表１中の、水酸化マグネシウムＡ〜Ｈは、以下に示す。得られたシートを用いて、耐酸性を評価した。この場合、重量変化≦３ｍｇ／ｃｍ^２の場合を耐硝酸性の向上効果あり（○）とした。３ｍｇ／ｃｍ^２よりもシートの重量変化が大きい場合、耐硝酸性の向上効果なし（×）とした。結果を表１に示す。

水酸化マグネシウムＡ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のビニル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＢ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＣ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のメタクリル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＤ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のビニル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＥ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＦ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のメタクリル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＧ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＨ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）１００質量部に対し、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

（実施例３〜４、比較例７〜１２）
配合組成を、表２に示すものに変えた（水酸化マグネシウムとして、シランカップリング剤で表面処理をする前に、無機材料によって表面処理したものを用いた）こと以外は実施例１と同様にした。なお、表２中の、水酸化マグネシウムＩ〜Ｐは、以下に示す。得られたシートを用いて、耐酸性を評価した。この場合、重量変化≦２ｍｇ／ｃｍ^２の場合を耐硝酸性の向上効果あり（○）とした。２ｍｇ／ｃｍ^２よりもシートの重量変化が大きい場合、耐硝酸性の向上効果なし（×）とした。結果を表２に示す。

具体的には、この実施例及び比較例においては、水酸化マグネシウムを被覆する無機材料として酸化ケイ素を用いた。ケイ素源としてはケイ酸ナトリウムを用いた。水酸化マグネシウムの、濃度１５０ｇ／リットルの水懸濁液２リットルを温度：８０℃に加温し、ケイ酸ナトリウム：ＳｉＯ_２換算の所定量を加えた後、水懸濁液のｐＨが所定値になるまで、硫酸を１時間かけて加え、さらに、この水懸濁液を８０℃で１時間熟成し、水酸化マグネシウム粒子の表面に高密度の酸化ケイ素からなる被覆層を形成した。このような水懸濁液から水酸化マグネシウム粒子を濾過・水洗・乾燥・粉砕した。その後に、上述のように、シランカップリング剤によって表面処理を施した。

水酸化マグネシウムＩ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のビニル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＪ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＫ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のメタクリル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＬ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のビニル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＭ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＮ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のメタクリル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＯ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＰ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のアミノ系シランカップリング剤で表面処理し、しかる後に２質量部のエポキシ系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム

水酸化マグネシウムＱ：表面無処理の水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キスマ５）粒子の水性スラリーを８０℃の温度で、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、ＳｉＯ_２換算にて５質量部のケイ酸ナトリウム塩を加え、得られた混合物に硫酸を加えて上記スラリーをｐＨ６〜９．５まで中和することにより、水酸化マグネシウム粒子の表面にケイ酸（シリカ）からなる被覆層を形成した。次に、２質量部のメタクリル系シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム（シランカップリング剤による保護層は１層）

（実施例５〜８、比較例１３〜２４）
配合組成を、表３及び表４に示すものに変えた（水酸化マグネシウムの配合量を、ベースポリマー１００重量部に対して、６０重量部に減らした）こと以外は実施例１と同様にした。なお、表３及び表４中の、水酸化マグネシウムＡ〜Ｐは、上述のものと同様である。得られたシートを用いて、耐酸性を評価した。この場合、事前に無機材料による表面処理を施していない水酸化マグネシウムＡ〜Ｈの場合は、シートの重量変化≦０．４ｍｇ／ｃｍ^２で耐硝酸性の向上効果あり（○）とし、０．４ｍｇ／ｃｍ^２よりもシートの重量変化が大きい場合、耐硝酸性の向上効果なし（×）とした。また、事前に無機材料による表面処理を施してある水酸化マグネシウムＩ〜Ｐの場合は、シートの重量変化≦０．２ｍｇ／ｃｍ^２で耐硝酸性の向上効果あり（○）とし、０．２ｍｇ／ｃｍ^２よりもシートの重量変化が大きい場合、耐硝酸性の向上効果なし（×）とした。結果を表３及び表４に示す。

具体的には、難燃剤であるシランカップリング剤によって表面処理を施した水酸化マグネシウムの配合量を、ベースポリマー１００重量部に対して、６０重量部に減らした場合を示すが、水酸化マグネシウムは、酸に弱く、ポリマーは耐酸性に優れているので、水酸化マグネシウムの配合量を減らした場合、耐酸性能は全体的に改良される。ただし、本発明は、従来技術に比べ、配合量が少ない場合も、やはり優位性を有する。

（実施例９〜１２、比較例２５〜３７）
配合組成を、表５及び表６に示すものに変えた（水酸化マグネシウムの配合量を、ベースポリマー１００重量部に対して、１８０重量部に増やした）こと以外は実施例１と同様にした。なお、表５及び表６中の、水酸化マグネシウムＡ〜Ｑは、上述のものと同様である。得られたシートを用いて、耐酸性を評価した。この場合、事前に無機材料による表面処理を施していない水酸化マグネシウムＡ〜Ｈの場合は、シートの重量変化≦１２ｍｇ／ｃｍ^２で耐硝酸性の向上効果あり（○）とし、１２ｍｇ／ｃｍ^２よりもシートの重量変化が大きい場合、耐硝酸性の向上効果なし（×）とした。また、事前に無機材料による表面処理を施してある水酸化マグネシウムＩ〜Ｑの場合は、シートの重量変化≦８ｍｇ／ｃｍ^２で耐硝酸性の向上効果あり（○）とし、８ｍｇ／ｃｍ^２よりもシートの重量変化が大きい場合、耐硝酸性の向上効果なし（×）とした。結果を表５及び表６に示す。

具体的には、難燃剤であるシランカップリング剤によって表面処理を施した水酸化マグネシウムの配合量を、ベースポリマー１００重量部に対して、１８０重量部に増やした場合を示すが、水酸化マグネシウムの配合量を増やした場合、酸に触れる水酸化マグネシウムの量も必然的に増えるため、耐酸性能は全体的に低下する。ただし、本発明は、従来技術に比べ、配合量が多い場合も、やはり優位性を有する。

以上はベース材料としてＥＥＡを使用した場合を示したが、エチレンプロピレン共重合体、アクリルゴム、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンビニルアセテート共重合体、エチレンメタアクリレート共重合体、エチレンメチルメタアクリレート共重合体等のプラスチック又はゴムをベースポリマーとする場合においても、また、これらの混合物に対しても、エポキシ系シランカップリング剤とアミノ系シランカップリング剤とによる表面処理を施した水酸化マグネシウムを含む難燃剤を含有した難燃性組成物は、耐酸性に優れている。

Claims

エポキシ系シランカップリング剤及びアミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施された水酸化マグネシウムを含む難燃剤。
前記エポキシ系シランカップリング剤及び前記アミノ系シランカップリング剤は、表面処理量として、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、０．１〜１０質量部を、それぞれ添加される請求項１に記載の難燃剤。
前記水酸化マグネシウムは、前記エポキシ系シランカップリング剤及び前記アミノ系シランカップリング剤によって表面処理を施される前に、無機材料によって表面処理を施された請求項１又は２に記載の難燃剤。
前記無機材料は、表面処理量として、水酸化マグネシウム１００質量部に対し、０．１〜２０質量部を、添加される請求項３に記載の難燃剤。
前記無機材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化バナジウム、酸化マンガン、又はこれらの混合物である請求項３又は４に記載の難燃剤。
プラスチック又はゴムと、請求項１〜５のいずれか１項に記載の難燃剤とを含有する難燃性組成物。
前記プラスチック又はゴム１００質量部に対して、前記難燃剤を４０〜３００質量部含有する請求項６に記載の難燃性組成物。
請求項６又は７に記載の難燃性組成物を用いて形成された被覆材を備えた電線・ケーブル。