JPH11181170A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性樹脂組成物

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JPH11181170A
JPH11181170A JP3151798A JP3151798A JPH11181170A JP H11181170 A JPH11181170 A JP H11181170A JP 3151798 A JP3151798 A JP 3151798A JP 3151798 A JP3151798 A JP 3151798A JP H11181170 A JPH11181170 A JP H11181170A
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民生 川井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 難燃性能は勿論のこと、機械的強度にも優
れ、かつ産業衛生上からも不安のない難燃性樹脂組成物
を提供する。 【解決手段】 オレフィン系樹脂に、少なくとも、下記
一般式(I)で表される金属水酸化物、及びモリブデン
酸化合物またはシリコーンを配合してなることを特徴と
する難燃性樹脂組成物。 Mg1 -(X+Y)MaXMbY(OH)2 ・・・(I) ここで、Ma、MbはMn2+、Fe2+、Co2+、N
2+、Cu2+、Zn2+の群から選ばれる金属イオンであ
り、同一であっても、異なっていてもよく、また(X+
Y)は0.005<(X+Y)<0.7である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は難燃性樹脂組成物に
関し、特に電線の絶縁材料やシース材料等をはじめとす
る各種押出成形品材料、射出成形品材料として好適な難
燃性樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、各種プラントや建築物等の配
線には、防炎のために難燃ケーブルが使用されている。
この難燃ケーブルは導体や絶縁体上に難燃性の樹脂組成
物を被覆して構成されるものであり、種々の難燃性樹脂
組成物が開発されている。例えば、ポリ塩化ビニルやク
ロロプレンゴム、フッ素樹脂等のハロゲン含有ポリマー
が難燃性樹脂組成物として広く使用されている。しか
し、これらのハロゲン含有ポリマーは、燃焼時に塩化水
素やフッ化水素等のハロゲン化水素ガスを発生して空気
を遮断することによりケーブルに難燃性を付与するもの
であり、優れた難燃性が得られる反面、これらのガスは
有毒であり、また金属に対する腐食性も有する。
【0003】そこで、近年では、このような産業衛生面
を考慮して、ポリエチレン等の骨格中にハロゲンを含ま
ないポリマーに、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニ
ウム等の金属水酸化物からなる難燃剤、更にモリブデン
酸カルシウム等のモリブデン化合物からなる難燃助剤等
を配合した、所謂ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が主流
となっている。例えば、特開昭59−202243号公
報には、ポリオレフィン系樹脂に、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウムまたはハイドロタルサイトの何
れかの含水無機物及びモリブデン化合物を配合してなる
難燃性ポリオレフィン樹脂組成物が開示されている。ま
た、特開平2−150436号公報には、熱可塑性樹脂
に、ハンタイトとハイドロマグネサイトとを含む混合粉
末、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムの群から
選ばれる少なくとも1種の粉末と、シリコーン粉末及び
酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、炭酸亜鉛の群から選ばれる少な
くとも1種の粉末を必須成分とする難燃性樹脂組成物が
開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ノンハロゲン難燃性樹脂組成物では、実用に耐え得る程
度の難燃性能(例えばJIS K 7201に規定され
た難燃性能)を得るためには難燃剤である金属水酸化物
を多量に配合しなければならず、その結果難燃性樹脂組
成物自体の機械的強度が低下してしまうという問題を抱
えている。特に、電線の絶縁材料やシース材料、成形品
材料として使用する場合には、難燃性能に加えて所定値
以上の可撓性や引張強度、伸び等が要求されるために、
金属水酸化物の配合量にはおのずと限界があり、モリブ
デン化合物またはシリコーン粉末からなる難燃助剤を添
加したとしても満足できる難燃性能が得られ難い。この
ように、産業衛生上の不安が無く、しかも難燃性能及び
機械的強度の両方に優れた難燃性樹脂組成物は未だ得ら
れていない状況にある。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、難燃性能は勿論のこと、機械的強度にも優れ、か
つ産業衛生上からも不安のない難燃性樹脂組成物を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の難燃性樹脂組成物は、オレフィン系樹脂
に、少なくとも、下記一般式(I)で表される金属水酸
化物、及びモリブデン酸化合物またはシリコーンを配合
してなることを特徴とする。 Mg1 -(X+Y)MaXMbY(OH)2 ・・・(I) ここで、Ma、MbはMn2+、Fe2+、Co2+、N
2+、Cu2+、Zn2+の群から選ばれる金属イオンであ
り、同一であっても、異なっていてもよく、また(X+
Y)は0.005<(X+Y)<0.7である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の難燃性樹脂組成物
に関して詳細に説明する。本発明の難燃性樹脂組成物は
オレフィン系樹脂を基材とする。このオレフィン系樹脂
は特に制限されるものではなく、従来より難燃性樹脂組
成物に使用されている公知のものを使用することができ
る。例えば、低密度、中密度及び高密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン等のポリα−オレフィン
類、前記α−オレフィン同士の共重合体、エチレン−エ
チルアクリレート共重合体(EEA)等のα−オレフィ
ンと他のモノマーとの共重合体、あるいはエチレン−プ
ロピレン−ジエンエラスマー等の多元共重合体等を挙げ
ることができる。また、これらのオレフィン系樹脂は架
橋されていてもよく、更に2種以上を混合してなるポリ
マーブレンドであってもよい。本発明においては、特に
ポリエチレン、ポリエチレンとEEAとのポリマーブレ
ンドが好ましい。
【0008】本発明の難燃性樹脂組成物には、下記一般
式(I)で表される金属水酸化物及びモリブデン酸化合
物が必須成分として配合される。 Mg1 -(X+Y)MaXMbY(OH)2 ・・・(I) (I)式において、Ma、MbはMn2+、Fe2+、Co
2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+の群から選ばれる金属イオ
ンであり、同一(即ち、Mgと他の1種の金属との水酸
化物を形成)であっても、異なって(即ち、Mgと他の
2種の金属との水酸化物を形成)もよい。また、Ma及
びMbによるMgの置換量(X+Y)は0.005<
(X+Y)<0.7であることが好ましく、特に0.0
5<(X+Y)<0.5であることが好ましい。Ma及
びMbによる置換量がこの範囲を逸脱した場合、難燃性
能及び機械的強度ともに優れるという本発明の効果が得
られない。また、この金属水酸化物は2種以上を混合し
て用いることもできる。
【0009】一般式(I)で表される金属水酸化物は難
燃剤として作用する成分であり、その配合量が多くなる
ほど難燃性能は高まるが、一方で難燃性樹脂組成物の機
械的強度を低下させる。従って、本発明の目的である難
燃性能と機械的強度との両立を図るためには、この金属
水酸化物の配合量を適切に設定する必要がある。また、
本発明においてはこの金属水酸化物は下記に詳述される
難燃助剤であるモリブデン酸化合物またはシリコーンと
併用されるため、これら難燃助剤との組み合わせによっ
てもその適切な配合量が変わってくる。即ち、難燃助剤
としてモリブデン酸化合物を併用する場合には、金属水
酸化物はオレフィン系樹脂100重量部に対して30〜
120重量部の範囲であり、一方難燃助剤としてシリコ
ーンを併用する場合には30〜200重量部の範囲であ
ることが好ましい。特に、シリコーンはオレフィン系樹
脂との相溶性が良いために、難燃剤の高充填下でも電線
被覆押出時の押出機の負荷を減少させることができ、モ
リブデン酸化合物に比べて金属水酸化物の配合量を多く
することができる。
【0010】モリブデン酸化合物は難燃助剤として作用
する成分であり、オレフィン系樹脂100重量部に対し
て3〜30重量部配合されるのが好ましい。3重量部未
満の配合では難燃性能の向上に充分寄与せず、30重量
部を越える配合は難燃性樹脂組成物の機械的強度を低下
させる。更に好ましくは、オレフィン系樹脂100重量
部に対して10〜30重量部である。尚、上記金属水酸
化物の配合量が少ない場合には、モリブデン酸化合物の
配合量を相対的に多くすることが難燃性能を高める上で
好ましい。また、モリブデン酸化合物は有害ガスの発生
等を防ぐ観点からその分子中にハロゲン、リンを含まな
い化合物であることが好ましく、例えば三酸化モリブデ
ン、水酸化モリブデン(IV)、二硫化モリブデン、酸化
モリブデンアセチルアセトネート、モリブデン酸アンモ
ニウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸カルシウ
ム、モリブデン酸ナトリウム等を単独で、もしくは2種
以上を混合して用いることができる。特に、モリブデン
酸カルシウムが好ましい。
【0011】シリコーンは同じく難燃助剤として作用す
る成分であり、オレフィン系樹脂100重量部に対して
0.05〜10重量部配合されるのが好ましい。0.0
5重量部未満の配合では難燃性能の向上に充分寄与せ
ず、30重量部を越える配合は難燃性樹脂組成物の機械
的強度を低下させる。尚、上記金属水酸化物の配合量が
少ない場合には、シリコーンの配合量を相対的に多くす
ることが難燃性能を高める上で好ましい。また、シリコ
ーンは同様に有害ガスの発生等を防ぐ観点からその分子
中にハロゲン、リンを含まない化合物であることが好ま
しく、例えば下記に示すオルガノポリシロキサンもしく
はその誘導体が好適である。
【0012】
【化1】
【0013】ここで、Rは水素原子、エポキシ基、メタ
クリル基、アミノ基等である。なお、オイル状のシリコ
ーンは難燃助剤としての効果が低く、またその添加量を
増量すると押出成型時にスリップが生じ易くなり問題が
あるため、本発明ではシリコーンは粉末状のものを使用
する。
【0014】本発明の難燃性樹脂組成物は、従来の金属
水酸化物を難燃剤とし、モリブデン化合物を難燃助剤と
する難燃性樹脂組成物(例えば、特開昭59−2022
43号公報を参照することができる。)、またシリコー
ンを難燃助剤とする難燃性樹脂組成物(例えば、特開平
2−150436号公報を参照することができる。)と
同様の作用により難燃性が発現するが、一般式(I)で
表される金属水酸化物は、従来の金属水酸化物に比べて
熱分解性に富んでおり、約250℃〜350℃という低
い温度で早期に断熱被膜を形成する。特に、シリコーン
に対しては、金属水酸化物の分解成分が触媒作用を及ぼ
してシリコーンの熱発生速度を制御し、その発熱量を抑
えて難燃性の向上に寄与する。そのため、従来よりも少
ない配合量で従来と同等以上の難燃性能が得られ、難燃
性樹脂組成物の機械的強度の低下を抑えることができ
る。また、ハロゲン等の有害ガス発生源を含まないため
に、産業衛生上の不安も無い。
【0015】尚、本発明の難燃性樹脂組成物は、必要に
応じて、公知の酸化防止剤や架橋剤、架橋助剤、充填剤
等を適量配合することもできる。
【0016】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
更に明確にする。 (実施例1〜7、比較例1〜2)オレフィン系樹脂とし
て、低密度ポリオレフィン(LDPE:日本ポリオレフ
ィン製「F−31」)、EEA(日本ポリオレフィン製
「A−1100」)を用い、金属水酸化物としてMg
0.95Ni2+ 0.05(OH)2 、Mg0.95Co2+ 0. 05(O
H)2 、Mg0.95Zn2+ 0.05(OH)2 、Mg0.5
Ni2+ 0.01Co2+ 0.49(OH)2 及びMg(OH)2
(協和化学工業製「キスマ5B」)を用い、またモリブ
デン酸カルシウム(シャーウィン・ウィリアムズ製「K
EMGARD911A」)を用いて、表1に示す割合
(単位:重量部)で配合して難燃性樹脂組成物を作製し
た。尚、全ての難燃性樹脂組成物に酸化防止剤としてC
IBAGEIGY製「IRGANOX1010」を1重
量部配合してある。
【0017】
【表1】
【0018】そして、銅線に各難燃性樹脂組成物を被覆
して試験電線を作製し、難燃試験並びに強度試験(引張
強さ及び伸び)に供した。難燃試験はJIS K 72
01に準拠して行い、表1に酸素指数で示した。目標値
は30以上である。また、引張強さ及び伸びはJIS
K 6760に準拠して行い、それぞれの測定値を表1
に示した。尚、引張強さの目標値は16(MPa)以上
であり、伸びの目標値は150(%)以上である。表1
から明らかなように、本発明に係る実施例1〜7の難燃
性樹脂組成物は各試験の目標値を達成しており、難燃性
能及び機械的強度ともに優れていることが判る。これに
対して比較例1の難燃性樹脂組成物は機械的強度は目標
値を達成しているものの、難燃性能に劣り、また比較例
2の難燃性樹脂組成物は難燃性能は目標値を達成してい
るものの、機械的強度に劣っており、本発明の難燃性樹
脂組成物の優位性が確認された。
【0019】(実施例8〜16、比較例3〜4)オレフ
ィン系樹脂として、低密度ポリオレフィン(LDPE:
日本ポリオレフィン製「AM−1720」)、EEA
(日本ポリオレフィン製「A−1100」)およびPP
(日本ポリオレフィン製「J630G」)を用い、金属
水酸化物としてMg0.95Ni2+ 0.05(OH)2 、M
0.95Co2+ 0.05(OH)2 、Mg0.98Zn
2+ 0.02(OH)2 、Mg0.5 Ni2+ 0.01Co
2+ 0.49(OH)2 及びMg(OH)2 (協和化学工業製
「キスマ5B」)を用い、またシリコーン(東レ・ダウ
・コーニング製、「DC4−7081」)を用い、赤リ
ン(燐化学工業製「EEA−2115」)を用い、表2
に示す割合(単位:重量部)で配合して難燃性樹脂組成
物を作製した。尚、全ての難燃性樹脂組成物に酸化防止
剤としてCIBA GEIGY製「IRGANOX10
10」を1重量部配合してある。
【0020】
【表2】
【0021】そして、各難燃性樹脂組成物について、実
施例1〜7及び比較例1〜2と同様に難燃試験及び強度
試験に供した。それぞれの測定結果を表2に示した。ま
た、各難燃性樹脂組成物について加工性試験も行った。
この加工性試験はラボプラストミル押出し加工性により
評価し、○は良好、△はやや不良、×は極めて不良とし
て表中に示した。表2から明らかなように、本発明に係
る実施例8〜16の難燃性樹脂組成物は各試験の目標値
を達成しており、難燃性能及び機械的強度ともに優れて
いることが判る。これに対して比較例3、4の難燃性樹
脂組成物は機械的強度は目標値を達成しているものの、
難燃性能及び加工性に劣っており、本発明の難燃性樹脂
組成物の優位性が確認された。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の難燃性樹
脂組成物は、難燃性能は勿論のこと、機械的強度にも優
れ、かつ産業衛生上からも不安が無く、例えば各種プラ
ントや建築物等の配線をはじめとして、難燃性能の付与
が所望される各種押出成形品材料、射出成形品材料とし
て好適である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オレフィン系樹脂に、少なくとも、下記
    一般式(I)で表される金属水酸化物、及びモリブデン
    酸化合物またはシリコーンを配合してなることを特徴と
    する難燃性樹脂組成物。 Mg1 -(X+Y)MaXMbY(OH)2 ・・・(I) ここで、Ma、MbはMn2+、Fe2+、Co2+、N
    2+、Cu2+、Zn2+の群から選ばれる金属イオンであ
    り、同一であっても、異なっていてもよく、また(X+
    Y)は0.005<(X+Y)<0.7である。
  2. 【請求項2】 前記オレフィン系樹脂100重量部に対
    して、前記金属水酸化物30〜120重量部、前記モリ
    ブデン酸化合物3〜30重量部を配合してなることを特
    徴とする請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 前記モリブデン酸化合物が分子中にハロ
    ゲン、リンを含まないことを特徴とする請求項1または
    2に記載の難燃性樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 前記オレフィン系樹脂100重量部に対
    して、前記金属水酸化物30〜200重量部、前記シリ
    コーン0.05〜10重量部を配合してなることを特徴
    とする請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 前記シリコーンが分子中にハロゲン、リ
    ンを含まないことを特徴とする請求項1または4に記載
    の難燃性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 前記オレフィン系樹脂がポリエチレン、
    もしくはポリエチレンとエチレン−エチルアクリレート
    共重合体とのポリマーブレンドであることを特徴とする
    請求項1乃至5の何れか一項に記載の難燃性樹脂組成
    物。
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