專(zhuān)利名稱(chēng)：：非鹵阻燃樹(shù)脂組合物以及非鹵阻燃電線電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及非卣阻燃樹(shù)脂組合物以及非囟阻燃電線電纜，特別涉及阻燃性?xún)?yōu)異且環(huán)境影響小的非卣阻燃電線電纜。
背景技術(shù)：
：近年，不使用聚氯乙烯或卣系阻燃劑的、環(huán)境負(fù)荷小的非卣阻燃電線電纜，也就是所謂的生態(tài)電線電纜被迅速普及。通常的做法是，在以往的非卣阻燃電線電纜中，作為電線的絕緣體或電纜的護(hù)套，使用在聚烯烴中混合以氬氧化鎂為主的非卣阻燃劑的樹(shù)脂組合物。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2003-160704號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平10-287777號(hào)公才艮
發(fā)明內(nèi)容但是，由于使用以氫氧化鎂為主的非卣阻燃劑以使電線電纜阻燃化，因此就需要混合大量的非卣阻燃劑。因而，存在電線的絕緣體或電纜護(hù)套的機(jī)械特性或伸長(zhǎng)大幅降低的問(wèn)題。另一方面，也有添加紅磷等阻燃助劑，來(lái)減少非卣阻燃劑使用量的方法，但紅磷被指出可能在燃燒時(shí)產(chǎn)生有害的膦，或者在廢棄時(shí)生成磷酸而污染地下水的問(wèn)題，因此，最近紅磷的使用具有受到控制的傾向。因此，本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，提供一種阻燃性、機(jī)械強(qiáng)度且伸長(zhǎng)都優(yōu)異的、不使用紅磷以及卣系阻燃劑的非卣阻燃電線電纜。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，技術(shù)方案1的發(fā)明為非卣阻燃樹(shù)脂組合物，其特征在于，其由相對(duì)于100重量份的由5080重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10~30重量份聚丙烯、10~20重量份馬來(lái)酸改性的乙烯共聚物構(gòu)成的聚合物，混合100250重量份硅烷處理的氫氧化鎂而成，所述馬來(lái)酸改性的乙烯共聚物是將由乙烯和碳原子數(shù)為3~8的a烯烴的共聚用單體進(jìn)行共聚后的共聚物，用馬來(lái)酸酐進(jìn)行改性而得的共聚物。技術(shù)方案2的發(fā)明為，如技術(shù)方案1所記載的非面阻燃樹(shù)脂組合物，其特征在于，根據(jù)UIC(國(guó)際鐵路聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)，以300~500mm/min的速度拉伸上述組合物時(shí)的伸長(zhǎng)率為200%以上。技術(shù)方案3的發(fā)明為，一種非囟阻燃電線，其特征在于，利用上述技術(shù)方案1或2所述的樹(shù)脂組合物，形成被覆導(dǎo)體的絕緣體層。技術(shù)方案4的發(fā)明為，一種非囟阻燃電纜，其特征在于，利用上述技術(shù)方案1或2所述的樹(shù)脂組合物，形成被覆絕緣電線的電纜護(hù)套。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到具有高阻燃性、并且即使不交聯(lián)處理也有優(yōu)異的機(jī)械特性并利于環(huán)境的非卣阻燃樹(shù)脂組合物以及非卣阻燃電線電纜。圖1是表示本發(fā)明涉及的合適的一個(gè)實(shí)施方式的阻燃電纜(包括阻燃電線)的斷面圖。符號(hào)說(shuō)明1導(dǎo)體2絕緣體層3內(nèi)含物4護(hù)套10阻燃電纜11阻燃電線具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明合適的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明涉及的非卣阻燃電線電纜的合適的實(shí)施方式的斷面圖。如圖1所示，本實(shí)施方式非卣阻燃電纜(以下，稱(chēng)為阻燃電纜)10是在將2根并列的非鹵阻燃電線(以下，稱(chēng)為阻燃電線)11與內(nèi)含物3共同對(duì)絞而構(gòu)成的芯部的外周上，被覆由非卣阻燃樹(shù)脂組合物構(gòu)成的電纜護(hù)套(護(hù)套)4的電纜。本實(shí)施方式的阻燃電線11是在導(dǎo)體1的外周被覆由非卣阻燃樹(shù)脂組合物構(gòu)成的絕緣體(層)2的電線。導(dǎo)體l是由Cu或Cu合金構(gòu)成，內(nèi)含物3是由聚丙烯構(gòu)成。構(gòu)成絕緣體2和護(hù)套4的樹(shù)脂組合物是向乙烯-醋酸乙烯共聚物(以下，稱(chēng)為EVA)和聚丙烯(以下，稱(chēng)為PP)的共混聚合物中，添加馬來(lái)酸改性乙烯共聚物(以下，稱(chēng)為M-PO)，并混合作為阻燃劑的硅烷處理的氫氧化鎂而得的組合物。各材料的配合比例為，相對(duì)于100重量份的由5080重量份EVA、10~30重量份PP、10~20重量份M-PO構(gòu)成的聚合物，硅烷處理的氫氧化鎂為100250重量份。作為PP，可以舉出等規(guī)PP或間規(guī)PP,也可以是均聚PP、嵌段PP、含有乙烯系的共聚成分的無(wú)規(guī)PP中的任一種。以EVA為50~80重量份、PP為1030重量份的這種比例的理由是，如果EVA不足50重量份，則阻燃性低，如果超過(guò)80重量份，則PP的比例減少，機(jī)械特性(特別是耐加熱變形性)顯著降低。更優(yōu)選EVA為50-60重量份，PP為20~30重量份。M-PO具有使共混聚合物(EVA和PP)和硅烷處理的氫氧化鎂的界面密合、提高強(qiáng)度的功能。M-PO優(yōu)選為將乙烯-丙烯共聚物或者乙烯-丁烯共聚物等、即將乙烯與碳原子數(shù)為3~8的oc-烯烴的共聚用單體進(jìn)行共聚后的共聚物，用馬來(lái)酸酐改性的物質(zhì)。M-PO與在以往的阻燃電線電纜中使用的聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的馬來(lái)酸改性類(lèi)型相比，作為EVA/PP合金的相溶劑的功能優(yōu)異，并且，M-PO自身的結(jié)晶量少，因此，阻燃劑的高填充系(大量混合阻燃劑的樹(shù)脂組合物)的伸長(zhǎng)降低得少。規(guī)定M-PO為1020重量份的理由是，M-PO不足10重量的情形中，聚烯烴與金屬氫氧化物的密合弱，得不到充分的機(jī)械強(qiáng)度，如果M-PO超過(guò)20重量份，則絕緣體2或護(hù)套4的伸長(zhǎng)大幅降低。作為在硅烷處理的氫氧化鎂的表面處理中所使用的硅烷偶聯(lián)劑，可以舉出乙烯基三乙氧基硅烷、曱基丙烯酸硅烷、氨基硅烷等，將它們通過(guò)周知的方法進(jìn)行表面處理來(lái)使用。將硅烷處理的氫氧化鎂的混合量規(guī)定為100250重量份的理由是，不足100重量份時(shí)，阻燃性不充分，如果超過(guò)250重量份，機(jī)械特性(特別是伸長(zhǎng))大幅降低。另外，可以向硅烷處理的氫氧化鎂中，適當(dāng)?shù)靥砑佑仓岬戎舅崽幚淼臍溲趸V。由以這樣比例配合的阻燃樹(shù)脂組合物形成的絕緣體2或護(hù)套4，按照UIC(國(guó)際鐵路聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)以300~500mm/min的速度拉伸時(shí)，其伸長(zhǎng)率為200%以上。上述伸長(zhǎng)率可以通過(guò)以下的方法求出。將絕緣體或護(hù)套切成啞鈴狀，在啞鈴狀試驗(yàn)片的中央部(寬度5mm，長(zhǎng)5度20mm以上)上標(biāo)記一定長(zhǎng)度的標(biāo)線(標(biāo)線間隔-Lo)，將其用拉伸試驗(yàn)機(jī)拉伸，將斷裂時(shí)的標(biāo)線間距離設(shè)為L(zhǎng),,利用下述式子求出伸長(zhǎng)率Eo。E0=((L廣L。)/L0}xlOO對(duì)本實(shí)施方式的阻燃電線電纜的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的阻燃電線11通過(guò)向EVA和PP的共混聚合物添加M-PO,提高EVA和PP的相溶性，即使向絕緣體2和護(hù)套4中混合用來(lái)提高阻燃性的大量阻燃劑，伸長(zhǎng)也良好。特別是即使以UIC(國(guó)際鐵路聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)的300mm/min的速度下進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)中，也具有充分的特性。另外，絕緣體2通過(guò)有效地分散高熔點(diǎn)的PP,即使不交聯(lián)，耐加熱變形性也良好。阻燃電線11可以在額定溫度105。C下以非交聯(lián)的狀態(tài)來(lái)使用(可以保持機(jī)械強(qiáng)度)，但也可以根據(jù)用途，照射電子線或紫外線等放射線或者采用有機(jī)過(guò)氧化物，用周知的方法進(jìn)^f亍交聯(lián)處理來(lái)使用。另夕卜，本實(shí)施方式的阻燃電纜IO用與阻燃電線11的絕緣體2相同的樹(shù)脂組合物來(lái)形成護(hù)套4，因此，阻燃電纜IO也具有與阻燃電線11同樣的作用效果。在本發(fā)明中，除了上述成分之外，還可以添加交聯(lián)助劑、阻燃助劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、著色劑、硅酮等。圖1的阻燃電纜10是用上述的樹(shù)脂組合物構(gòu)成絕緣體2和護(hù)套4,但本發(fā)明中的阻燃電纜10可以由上述樹(shù)脂組合物只構(gòu)成護(hù)套4。構(gòu)成絕緣體2和護(hù)套4的阻燃性組合物除了圓形的電線電纜之外，例如，還可以應(yīng)用于扁形電纜或電梯的扶手欄桿、阻燃膜。實(shí)施例接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，^f旦本發(fā)明的實(shí)施方式不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例(電線)131.試樣的制作將實(shí)施例和比較例共同記載于表1的成分投入進(jìn)保持在1802加。C的3升捏合機(jī)中，進(jìn)行混煉，混煉后采用保持于180。C的40mm擠出機(jī)(長(zhǎng)徑比6L/D=24)，在2SQ的銅抱線上以lmm的厚度擠出被覆，制作阻燃電線。實(shí)施例(電纜)1~6電纜是在將阻燃電線與聚丙烯內(nèi)含物共同對(duì)絞的芯部的上面，采用保持于180。C的40mm擠出機(jī)(長(zhǎng)徑比L/D=24)，將表1所示的非卣樹(shù)脂組合物作為護(hù)套(厚度約lmm)來(lái)擠出，制作出電纜(圖l)。比壽交例(電纜)16采用表2所示的配合的樹(shù)脂組合物，按照與實(shí)施例(電纜)16同樣的方法，制作電纜。各電線電纜的評(píng)價(jià)方法如下進(jìn)行。(1)拉伸特性對(duì)于電線，將拔出導(dǎo)體而得到的管以JISC3005為依據(jù)，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。對(duì)于電纜，剝?nèi)∽o(hù)套，將其切成啞鈴3號(hào)狀，根據(jù)JISK6251進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。拉伸速度都為300mm/min(參考UICCode897)。拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的目標(biāo)分別M2MPa、>250%。(2)耐加熱變形性耐加熱變形性根據(jù)UICCode897進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于電線，不取下導(dǎo)體直接使用。對(duì)于電纜，調(diào)整長(zhǎng)度為40mm、寬約為電纜圓周的1/3。將這些試樣在保持于100。C的恒溫槽內(nèi)預(yù)熱16小時(shí)，然后施加一定的荷重，進(jìn)行100。Cx4小時(shí)試驗(yàn)。變形量的目標(biāo)為50%以下。荷重的計(jì)算按照下式。F(N)=0.8x(2De-e2)1/2e:護(hù)套或絕緣體的厚度(mm)，D:電纜的平均外徑(mm)(3)阻燃性以UICCode897為基礎(chǔ)，對(duì)電線和電纜評(píng)價(jià)垂直(傾斜角90°)的阻燃性。評(píng)價(jià)基準(zhǔn)為，在大約60秒著火后，30秒以?xún)?nèi)滅火的為合格，燃燒超過(guò)30秒的為不合格。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如表1所示，可以看出阻燃電線的實(shí)施例1~3以及阻燃電纜的實(shí)施例16無(wú)論拉伸特性、伸長(zhǎng)、耐加熱變形性以及阻燃性的任一項(xiàng)都很優(yōu)良。另一方面，EVA比規(guī)定量少而PP多的比較例1中，阻燃性不合格，另一方面，EVA超過(guò)規(guī)定量而PP少的比較例2中，拉伸強(qiáng)度和耐加熱變形性低于目標(biāo)。M-PO以及阻燃劑不足規(guī)定量的比較例3中，拉伸強(qiáng)度和耐加熱變形性低，并且，阻燃性不合格。M-PO超過(guò)規(guī)定量的比較例4中，伸長(zhǎng)降低。使用本發(fā)明以外的馬來(lái)酸改性聚合物的比較例5中，伸長(zhǎng)差。另外，阻燃劑超過(guò)規(guī)定范圍的比較例6中，拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)不滿(mǎn)足目標(biāo)。權(quán)利要求1.一種非鹵阻燃樹(shù)脂組合物，其特征在于，其為相對(duì)于100重量份的由50～80重量份乙烯·醋酸乙烯共聚物、10～30重量份聚丙烯、10～20重量份馬來(lái)酸改性的乙烯共聚物構(gòu)成的聚合物，混合100～250重量份硅烷處理的氫氧化鎂而成的組合物，所述馬來(lái)酸改性的乙烯共聚物是將由乙烯和碳原子數(shù)為3～8的α烯烴的共聚用單體進(jìn)行共聚的共聚物，用馬來(lái)酸酐進(jìn)行改性而得的共聚物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非卣阻燃樹(shù)脂組合物，其特征在于，根據(jù)UIC國(guó)際鐵路聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，以300500mm/min的速度拉伸上述組合物時(shí)的伸長(zhǎng)率為200%以上。3.—種非卣阻燃電線，其特征在于，利用上述權(quán)利要求1或2所述的樹(shù)脂組合物，形成被覆導(dǎo)體的絕緣體層。4.一種非卣阻燃電纜，其特征在于，利用上述權(quán)利要求1或2所述的樹(shù)脂組合物，形成被覆絕緣電線的電纜護(hù)套。全文摘要本發(fā)明提供非鹵阻燃樹(shù)脂組合物以及非鹵阻燃電線電纜，其阻燃性、機(jī)械強(qiáng)度和伸長(zhǎng)都優(yōu)異、且不使用紅磷和鹵系阻燃劑。解決方法為，利用樹(shù)脂組合物形成被覆導(dǎo)體(1)的絕緣體層(2)和/或被覆絕緣電線(11)的電纜護(hù)套(4)，其中，所述樹(shù)脂組合物是相對(duì)于100重量份的由50～80重量份乙烯·醋酸乙烯共聚物、10～30重量份聚丙烯、10～20重量份馬來(lái)酸改性的乙烯共聚物構(gòu)成的聚合物，混合100～250重量份硅烷處理的氫氧化鎂而成的組合物，所述馬來(lái)酸改性的乙烯共聚物是將由乙烯和碳原子數(shù)為3～8的α烯烴的共聚用單體進(jìn)行共聚的共聚物，用馬來(lái)酸酐進(jìn)行改性而得的共聚物。文檔編號(hào)H01B7/295GK101323689SQ20081011012公開(kāi)日2008年12月17日申請(qǐng)日期2008年6月10日優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日發(fā)明者木村一史申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社