專利名稱：無鹵阻燃性樹脂組合物、電線以及電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無鹵阻燃性樹脂、電線以及電纜。尤其是，本發(fā)明涉及電線包覆用無鹵阻燃性樹脂組合物、電線以及電纜。
背景技術(shù)：
鐵路作為相對于運(yùn)輸量的能源消耗量和二氧化碳的排出量少、對地球環(huán)境友好的運(yùn)輸方式而受到注目。尤其是在鐵路路網(wǎng)發(fā)達(dá)的歐洲，被稱為EN標(biāo)準(zhǔn)(歐洲標(biāo)準(zhǔn))的區(qū)域統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用。此外，關(guān)于鐵路，作為組織標(biāo)準(zhǔn)，有UIC標(biāo)準(zhǔn)(國際鐵路聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn))， 與日本國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)相比，阻燃特性的標(biāo)準(zhǔn)高。這里，作為不含鹵化合物的阻燃性樹脂組合物，存在向聚烯烴系樹脂中添加氫氧化鎂等金屬氫氧化物而成的組合物。對于該組合物而言，由于在燃燒時不產(chǎn)生氯化氫、二噁英等有毒氣體，因而可防止火災(zāi)時毒性氣體的產(chǎn)生和二次災(zāi)害等，并且在廢棄時可進(jìn)行焚燒處理。欲用該組合物來實現(xiàn)滿足歐洲的鐵路車輛用電線所要求的UIC標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性高的阻燃性樹脂組合物是困難的。即，若考慮到EN標(biāo)準(zhǔn)所要求的電線的拉伸特性等，則存在這樣的情況當(dāng)僅增加金屬氫氧化物的添加量時，隨著添加量的增加，電線的延伸、拉伸強(qiáng)度、耐寒性等機(jī)械特性顯著降低，得不到所期待的阻燃特性。因此，可使金屬氫氧化物的添加量減少的阻燃助劑的研究正在持續(xù)。以往，已知有同時使用金屬水合物與作為阻燃助劑的三聚氰胺氰尿酸酯等1，3， 5-三吖嗪系阻燃助劑的樹脂組合物(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1中記載的樹脂組合物形成碳化層(Y—)的作用高，阻燃效果優(yōu)異。專利文獻(xiàn)1 日本特開2010-095638號公報

發(fā)明內(nèi)容
在重視消防安全的EN標(biāo)準(zhǔn)中，要求減少電纜燃燒時對人體的影響，低毒性已成為判斷標(biāo)準(zhǔn)。專利文獻(xiàn)1涉及的樹脂組合物中，由于使用1，3，5_三吖嗪系阻燃助劑，因而處于可接受的水平內(nèi)，但是有時在燃燒時產(chǎn)生極微量的氰(〉7 > )系氣體。若從低毒性方面考慮，則應(yīng)進(jìn)一步降低燃燒時的毒性，還有努力的余地。因此，本發(fā)明的目的在于提供無損于拉伸強(qiáng)度、耐寒性等機(jī)械特性、不產(chǎn)生有毒氣體、具有與三吖嗪系阻燃助劑相當(dāng)?shù)淖枞夹Ч蚨邆錆M足UIC標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性的電線用無鹵阻燃性樹脂組合物、以及使用了該無鹵阻燃性樹脂組合物的電線和電纜。(1)為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供無鹵阻燃性樹脂組合物，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，含有50重量份以上250重量份以下的金屬氫氧化物、1重量份以上50重量份以下的硼酸鈣和1重量份以上50重量份以下的錫酸鋅，在依照UIC標(biāo)準(zhǔn)895 守則(CODE)或第三版附錄6的垂直燃燒試驗中，去除了火焰后的燃燒時間不足30秒。(2)此外，在上述無鹵阻燃性樹脂組合物中，聚烯烴系樹脂優(yōu)選為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。(3)此外，在上述無鹵阻燃性樹脂組合物中，金屬氫氧化物優(yōu)選為氫氧化鋁或氫氧化鎂。(4)此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供電線，其具備由⑴ (3)中任一項所述的無鹵阻燃性樹脂組合物為主而構(gòu)成的絕緣層以及被絕緣層包覆的導(dǎo)體。(5)此外，在上述電線中，當(dāng)在_40°C實施拉伸速度為25mm/min的拉伸試驗時，優(yōu)選具有30%以上的延伸。(6)此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供電纜，其具備由⑴ (3)中任一項所述的無鹵阻燃性樹脂組合物為主而構(gòu)成的外皮(sheath)以及被絕緣層包覆的導(dǎo)體，外皮包覆絕緣層外側(cè)。(7)此外，在上述電纜中，當(dāng)在_40°C實施拉伸速度為25mm/min的拉伸試驗時，優(yōu)選具有30%以上的延伸。根據(jù)本發(fā)明的無鹵阻燃性樹脂組合物、電線和電纜，可提供無損于拉伸強(qiáng)度、耐寒性等機(jī)械特性、不產(chǎn)生有毒氣體、具有與三吖嗪系阻燃助劑相當(dāng)?shù)淖枞夹Ч蚨邆錆M足 UIC標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性的電線用無鹵阻燃性樹脂組合物、以及使用了該無鹵阻燃性樹脂組合物的電線和電纜。


圖1為本發(fā)明的第二實施方式涉及的電線的剖面圖。圖2為本發(fā)明的第三實施方式涉及的電纜的剖面圖。符號說明1電線，2電纜，10導(dǎo)體，20絕緣層，25絕緣層，30外皮。
具體實施例方式第一實施方式第一實施方式涉及的無鹵阻燃性樹脂組合物是這樣是實現(xiàn)的本發(fā)明人組合多種阻燃劑與阻燃助劑，發(fā)現(xiàn)了兼具所有的EN標(biāo)準(zhǔn)的拉伸特性、耐寒性以及UIC標(biāo)準(zhǔn)的高阻燃性且滿足低毒性要件的無鹵阻燃性樹脂組合物。具體而言，本實施方式涉及的無鹵阻燃性樹脂組合物是向聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物中添加金屬氫氧化物、硼酸鈣和錫酸鋅而構(gòu)成的。作為聚烯烴系樹脂，可使用例如低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈狀低密度聚乙烯 (LLDPE)、直鏈狀超低密度聚乙烯(VLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物 (EEA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丁烯-1共聚物、乙烯-丁烯-己烯三元共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(EOR)、乙烯共聚聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物(EPR)、聚_4_甲基-戊烯-1、馬來酸接枝低密度聚乙烯、氫化苯乙烯-丁二烯共聚物(H-SBR)、馬來酸接枝直鏈狀低密度聚乙烯、乙烯與碳原子數(shù)為4 20的α烯烴的共聚物、馬來酸接枝乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、馬來酸接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-馬來酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯-馬來酸酐三元共聚物、以丁烯-1為主成分的乙烯-丙烯-丁烯-1三元共聚物等。此外，這些聚烯烴系樹脂可以單獨(dú)使用或混合兩種以上來使用。本實施方式中，作為聚烯烴系樹脂，優(yōu)選使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。作為金屬氫氧化物，可使用例如氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣或在它們之中固溶有鎳的物質(zhì)。此外，可利用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸鹽或硬脂酸鈣等脂肪酸或脂肪酸金屬鹽等對這些金屬氫氧化物施以表面處理。為了確保充分的阻燃性，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，添加金屬氫氧化物50重量份以上。此外，為了確保機(jī)械特性、耐寒性，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，添加金屬氫氧化物250重量份以下。為了確保充分的阻燃性，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，添加硼酸鈣1重量份以上。此外，為了確保機(jī)械特性、耐寒性，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物 100重量份，添加硼酸鈣50重量份以下。此外，為了確保充分的阻燃性，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，添加錫酸鋅1重量份以上。此外，為了確保機(jī)械特性、耐寒性， 相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，添加錫酸鋅50重量份以下。此外，當(dāng)僅向基礎(chǔ)聚合物中添加硼酸鈣時，使無鹵阻燃性樹脂組合物燃燒的話難以形成足夠硬的炭化層，當(dāng)僅添加錫酸鋅時，使無鹵阻燃性樹脂組合物燃燒的話有不能足夠迅速地形成隔熱層的可能性。因此，本實施方式涉及的無鹵阻燃性樹脂組合物中，為了確保充分的阻燃性，并用金屬氫氧化物、硼酸鈣和錫酸鋅。此外，可適當(dāng)?shù)叵虮緦嵤┓绞缴婕暗臒o鹵阻燃性樹脂組合物中添加交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、潤滑齊 、軟化劑、增塑齊 、紫外線吸收齊 、抗氧化齊 、充填齊 、穩(wěn)定齊 、炭黑、著色劑等添加劑。此外，對于無鹵阻燃性樹脂組合物，可實施使用有機(jī)過氧化物的化學(xué)交聯(lián)、利用電子束等放射線的輻射的輻射交聯(lián)。此外，為了提高無鹵阻燃性樹脂組合物的特性，可預(yù)先添加規(guī)定的量的阻燃助劑。第一實施方式的效果本實施方式涉及的無鹵阻燃性樹脂組合物是相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物 100重量份，添加50重量份以上250重量份以下的金屬氫氧化物、1重量份以上50重量份以下的硼酸鈣和1重量份以上50重量份以下的錫酸鋅而構(gòu)成的。因此，可提供在燃燒時不產(chǎn)生商系氣體、磷化氫氣體和氰氣體等有毒氣體、機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異的無商阻燃性樹脂組合物。第二實施方式圖1表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的電線的剖面的概要。第二實施方式涉及的電線1具備導(dǎo)體10和主要由第一實施方式中說明過的無鹵阻燃性樹脂組合物構(gòu)成的包覆導(dǎo)體10的絕緣層20。對于電線1來說，當(dāng)在-40°c實施拉伸速度為25mm/min時的拉伸試驗時，具有30%以上的延伸。第三實施方式圖2表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的電纜的剖面的概要。第三實施方式涉及的電纜2具備導(dǎo)體10、包覆導(dǎo)體10的絕緣層25和主要由第一實施方式中說明過的無鹵阻燃性樹脂組合物構(gòu)成的包覆絕緣層25的外側(cè)的外皮30。對于電纜2來說，當(dāng)在_40°C實施拉伸速度為25mm/min時的拉伸試驗時，具有30%以上的延伸。實施例
在實施例中，制作了電線包覆用的無鹵阻燃性樹脂組合物和使用了該無鹵阻燃性樹脂組合物的電線。具體而言，以表1所示的配合比例配合各種化合物等，通過使用加壓捏合機(jī)在起始溫度40°C、結(jié)束溫度180°C下混煉而得到混煉物。接著，將混煉物成形為顆粒狀，在設(shè)定溫度110°C下將顆粒連續(xù)硫化擠出在導(dǎo)體外周以使包覆厚度為0. 7mm，這樣來制作電線。電線的評價按照下面的方法來實施。拉伸試驗對于制作出的電線，依照EN60811-1-1來實施拉伸試驗。將拉伸強(qiáng)度不足IOMPa 的電線記為“ X，，(不合格)，為IOMPa以上的電線記為“〇”(合格)。將延伸不足150%的電線記為“ X ”(不合格)，為150 %以上的電線記為“〇”(合格)。阻燃性試驗對于制作出的電線，依照UIC標(biāo)準(zhǔn)895守則或第三版附錄6實施垂直燃燒試驗。這樣判定將去除火焰后的燃燒時間為30秒以上的電線記為“ X ”(不合格)，不足30秒的電線記為“〇”(合格)。低溫拉伸試驗對于制作出的電線，依照EN60811-1-4，在_40°C實施拉伸試驗。將延伸不足30% 的電線記為“X”(不合格)，為30%以上的電線記為“〇”(合格)。表1中表示了實施例1 13涉及的電線中使用的無鹵阻燃性樹脂組合物的配合劑和配比以及電線的特性。
權(quán)利要求
1.一種無鹵阻燃性樹脂組合物，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，其含有50重量份以上250重量份以下的金屬氫氧化物、1重量份以上50重量份以下的硼酸鈣和 1重量份以上50重量份以下的錫酸鋅，并且，在依照UIC標(biāo)準(zhǔn)895守則或第三版附錄6的垂直燃燒試驗中，去除了火焰后的燃燒時間不足30秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃性樹脂組合物，其中，所述聚烯烴系樹脂為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物即EVA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鹵阻燃性樹脂組合物，其中，所述金屬氫氧化物為氫氧化鋁或氫氧化鎂。
4.一種電線，其具備由權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃性樹脂組合物為主而構(gòu)成的絕緣層和被所述絕緣層包覆的導(dǎo)體。
5.權(quán)利要求4所述的電線，其中，當(dāng)在-40°C實施拉伸速度為25mm/min的拉伸試驗時， 具有30%以上的延伸。
6.一種電纜，其具備由權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃性樹脂組合物為主而構(gòu)成的外皮和被絕緣層包覆的導(dǎo)體，所述外皮包覆所述絕緣層的外側(cè)。
7.權(quán)利要求6所述的電纜，其中，當(dāng)在_40°C實施拉伸速度為25mm/min的拉伸試驗時， 具有30%以上的延伸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無鹵阻燃性樹脂組合物、電線以及電纜，其可無損于拉伸強(qiáng)度、耐寒性等機(jī)械特性、不產(chǎn)生有毒氣體、具有與三吖嗪系阻燃助劑效果相當(dāng)?shù)淖枞夹Ч蚨邆錆M足UIC標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性。對于本發(fā)明涉及的無鹵阻燃性樹脂組合物而言，相對于聚烯烴系樹脂的基礎(chǔ)聚合物100重量份，其含有50重量份以上250重量份以下的金屬氫氧化物、1重量份以上50重量份以下的硼酸鈣和1重量份以上50重量份以下的錫酸鋅，并且，在依照UIC標(biāo)準(zhǔn)895守則或第三版附錄6的垂直燃燒試驗中，去除了火焰后的燃燒時間不足30秒。
文檔編號H01B3/44GK102391564SQ201110186568
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者宍戶克久, 木村一史, 瀨川健太郎, 藤本憲一朗, 鈴木明 申請人:日立電線株式會社