阻燃性氯乙烯樹脂組合物、絕緣電線和電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種阻燃性氯乙烯樹脂組合物、使用該樹脂組合物作為被覆材料的絕緣電線、以及使用該樹脂組合物作為被覆材料的電纜，所述阻燃性氯乙烯樹脂組合物滿足OI值35以上，而且具有在垂直支架燃燒試驗(yàn)（VTFT試驗(yàn)）中能夠合格的優(yōu)異的阻燃性，同時(shí)也滿足耐寒性和耐油性的標(biāo)準(zhǔn)。一種被覆有由阻燃性氯乙烯樹脂組合物構(gòu)成的護(hù)套（5）的電纜（20），所述阻燃性氯乙烯樹脂組合物相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份，含有10～50質(zhì)量份比表面積15～50m2/g的非晶質(zhì)二氧化硅、以及5～25質(zhì)量份三氧化銻。
【專利說明】阻燃性氯乙烯樹脂組合物、絕緣電線和電纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及阻燃性氯乙烯樹脂組合物、使用該樹脂組合物作為被覆材料的絕緣電線以及使用該樹脂組合物作為被覆材料的電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]以前，通過在被用作電線、電纜的被覆材料的非鉛系阻燃性氯乙烯樹脂組合物中添加三氧化銻、金屬氫氧化物等來賦予高阻燃性(參照專利文獻(xiàn)I~3)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-127688號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2000-191873號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-126963號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]然而，在芯的絕緣體使用了大量的聚乙烯樹脂的阻燃性電纜中，有即使?jié)M足OI (氧指數(shù))值35以上但在垂直支架燃燒試驗(yàn)(VTFT試驗(yàn))中也不能合格的問題。另外，即使在VTFT試驗(yàn)中能合格，但由于阻燃劑的添加量過多，因此也有不能滿足護(hù)套的耐油性、耐寒性的標(biāo)準(zhǔn)的問題。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種滿足OI值35以上，而且具有在垂直支架燃燒試驗(yàn)(VTFT試驗(yàn))中能夠合格的優(yōu)異的阻燃性，同時(shí)也滿足耐寒性和耐油性的標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性氯乙烯樹脂組合物、使用該樹脂組合物作為被覆材料的絕緣電線、以及使用該樹脂組合物作為被覆材料的電纜。
[0011]解決問題的方法
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供下述[I]~[6]的阻燃性氯乙烯樹脂組合物、絕緣電線以及電纜。
[0013][I] 一種阻燃性氯乙烯樹脂組合物，其特征在于，相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份，含有10~50質(zhì)量份比表面積15~50m2/g的非晶質(zhì)二氧化硅、以及5~25質(zhì)量份三氧化鋪。
[0014][2] 一種上述[I]所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物，其特征在于，含有15~50質(zhì)量份上述非晶質(zhì)二氧化娃、以及10~25質(zhì)量份上述三氧化鋪。
[0015][3] 一種上述[I]或者上述[2]所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物，其特征在于，上述氯乙烯樹脂的數(shù)均聚合度為700~2000。
[0016][4] 一種絕緣電線，其特征在于，使用上述[I]~[3]中任I項(xiàng)所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物作為被覆材料。
[0017][5] 一種電纜，其特征在于，具有上述[4]所述的絕緣電線，而且具有由上述[I]~[3]中任I項(xiàng)所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物制作的護(hù)套。
[0018][6] 一種電纜，其特征在于，使用上述[I]~[3]中任I項(xiàng)所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物作為被覆材料。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種滿足OI值35以上，而且具有在垂直支架燃燒試驗(yàn)(VTFT試驗(yàn))中能夠合格的優(yōu)異的阻燃性，同時(shí)也滿足耐寒性和耐油性的標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性氯乙烯樹脂組合物、使用該樹脂組合物作為被覆材料的絕緣電線、以及使用該樹脂組合物作為被覆材料的電纜。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是被覆有本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物的絕緣電線的剖面圖。
[0022]圖2是具 有本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的圖1的絕緣電線、且具有由本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物制作的護(hù)套的電纜的剖面圖。
[0023]符號(hào)說明
[0024]10:絕緣電線；1:導(dǎo)體；2:絕緣體；
[0025]20:電纜；3:膠帶層；4:金屬層；5:護(hù)套。
【具體實(shí)施方式】
[0026](阻燃性氯乙烯樹脂組合物)
[0027]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物，相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份，含有10~50質(zhì)量份比表面積15~50m2/g的非晶質(zhì)二氧化娃、以及5~25質(zhì)量份三氧化銻。
[0028]本實(shí)施方式所使用的氯乙烯樹脂為具有CH2CHC1所表示的基團(tuán)的聚合物，是氯乙烯均聚合物。氯乙烯樹脂的數(shù)均聚合度優(yōu)選為700~2000，更優(yōu)選為1000~1700。如果小于700則有熱老化性、耐寒性變差的傾向，如果超過2000則有成型加工性變差的傾向。
[0029]本實(shí)施方式所使用的非晶質(zhì)二氧化硅為比表面積15~50m2/g的物質(zhì)。通過使用該非晶質(zhì)二氧化硅，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的效果。就非晶質(zhì)二氧化硅而言，由于在燃燒之后分散在樹脂組合物表面的二氧化硅有規(guī)則地排列且固化，因此，由于氯乙烯樹脂的分解氣體產(chǎn)生的抑制以及樹脂與二氧化硅的隔熱層形成效果，導(dǎo)致燃渣表現(xiàn)為固化。比表面積優(yōu)選為30 ~50m2/g。
[0030]非晶質(zhì)二氧化硅優(yōu)選使用球形結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。如果為球形結(jié)構(gòu)則接觸面積小，相互作用弱，因此分散性優(yōu)異。
[0031]相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份，添加非晶質(zhì)二氧化硅10~50質(zhì)量份。如果添加量比10質(zhì)量份少，則燃渣不固化，如果超過50質(zhì)量份，則不能滿足耐油性以及耐寒性的標(biāo)準(zhǔn)。非晶質(zhì)二氧化硅的添加量優(yōu)選為15~50質(zhì)量份。
[0032]在本實(shí)施方式中，通過添加三氧化銻，與由于燃燒而分解的氯乙烯樹脂的氯發(fā)生反應(yīng)，生成具有窒息效果的鹵化銻與具有隔熱層形成效果的氧鹵化銻，因此阻燃性提高。尤其是窒息效果能夠隔離O2從而大大提高OI值。[0033]相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份,添加三氧化鋪5~25質(zhì)量份。如果小于5質(zhì)量份，則不能發(fā)揮窒息效果以及隔熱層形成效果，如果超過25質(zhì)量份，則不能滿足耐油性以及耐寒性的標(biāo)準(zhǔn)。三氧化鋪的添加量優(yōu)選為10~25質(zhì)量份。
[0034]通過非晶質(zhì)二氧化硅的燃渣固化所引起的阻燃效果，以及三氧化銻的OI提高效果，能夠獲得不使耐寒性以及耐油性下降、0135以上并且VTFT試驗(yàn)合格水準(zhǔn)的阻燃性氯乙烯樹脂組合物。
[0035]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物優(yōu)選進(jìn)一步含有增塑劑。
[0036]作為增塑劑，可以適宜地使用DOP (鄰苯二甲酸二辛酯)、n-D0P (鄰苯二甲酸二正辛酯)、DINP (鄰苯二甲酸二異壬酯)、DIDP (鄰苯二甲酸二異癸酯)、DPHP (鄰苯二甲酸二(丙基庚基)酯)、混合鄰苯二甲酸烷基酯等鄰苯二甲酸酯，特別優(yōu)選使用DINP (鄰苯二甲酸二異壬酯)?？梢詫⑺鼈冏鳛橐淮卧鏊軇┦褂?，進(jìn)一步添加二次增塑劑。
[0037]相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份,增塑劑的添加量優(yōu)選為40~60質(zhì)量份。
[0038]另外，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物優(yōu)選進(jìn)一步含有穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑沒有特別限定，但最優(yōu)選為非鉛穩(wěn)定劑。
[0039]作為非鉛穩(wěn)定劑，可列舉鈣-鋅系穩(wěn)定劑、鋇-鋅系穩(wěn)定劑等，但從環(huán)境考慮方面出發(fā)，優(yōu)選鈣-鋅系穩(wěn)定劑。
[0040]鈣-鋅系穩(wěn)定劑以水滑石作為主要成分，除此以外由金屬皂類、β 二酮化合物、抗氧化劑、初期著色防止劑以及加工助劑構(gòu)成。關(guān)于鈣-鋅系穩(wěn)定劑的組成比，相對(duì)于鈣-鋅系穩(wěn)定劑總量，優(yōu)選水滑石為50質(zhì)量％以上，金屬皂類為15~25質(zhì)量％。
[0041]相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份,非鉛穩(wěn)定劑的添加量優(yōu)選設(shè)為3~10質(zhì)量份,更優(yōu)選設(shè)為4~8質(zhì)量份。
[0042]除了上述的配合物之外，在不損害本發(fā)明的特性的范圍內(nèi)，根據(jù)需要可以添加抗氧化劑、潤滑劑、軟化劑、無機(jī)填充劑、相溶化劑、炭黑、著色劑等添加劑。另外，為了進(jìn)一步提高性能，在不損害本發(fā)明的特性的范圍內(nèi)，也可以添加上述以外的阻燃劑、阻燃助劑。
[0043]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物適合作為絕緣電線、電纜的被覆材料。
[0044](絕緣電線和電纜)
[0045]圖1是被覆了本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物的絕緣電線的剖面圖。另外，圖2是具有本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的圖1的絕緣電線、且具有由本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物制作的護(hù)套的電纜的剖面圖。
[0046] 圖1所示的絕緣電線10為在導(dǎo)體I (例如銅線)上被覆有絕緣體2的絕緣電線，所述絕緣體2使用本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物作為材料。相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份，優(yōu)選添加0.5~40質(zhì)量份作為絕緣提高材料的離子阱能量高的燒成粘土。絕緣體2的厚度優(yōu)選為0.1~1.5mm,更優(yōu)選為0.3~1.2mm。
[0047]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的絕緣電線10中，絕緣體層不限于I層，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，可以設(shè)置多層，也可以具有其他的中間層。
[0048]另一方面，圖2所示的電纜20為下述電纜:在并列有2根圖1的絕緣電線10的2線心的外周施加樹脂膠帶(PET膠帶等)等膠帶層3，根據(jù)需要在其外側(cè)施加由金屬編織物等構(gòu)成的金屬層4和膠帶層3后，在最外周被覆由本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物構(gòu)成的護(hù)套5。絕緣電線10不限于2根，可以為4根等，也可以為2層合計(jì)14根等、3層合計(jì)30根等。護(hù)套5的厚度優(yōu)選為0.5~2.5mm,更優(yōu)選為1.0~2.0mm。
[0049]另外，在護(hù)套5由本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物制作的電纜20中，也可以使用被覆有未使用本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的阻燃性氯乙烯樹脂組合物的絕緣體2的絕緣電線。例如可以使用聚乙烯樹脂等通常用作絕緣電線的絕緣體材料的物質(zhì)。
[0050]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式涉及的絕緣電線以及電纜滿足OI值35以上，而且具有在垂直支架燃燒試驗(yàn)(VTFT試驗(yàn))中能夠合格的優(yōu)異的阻燃性，同時(shí)也滿足耐寒性和耐油性的標(biāo)準(zhǔn)。
[0051]通過下面的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例。
[0052][實(shí)施例]
[0053]實(shí)施例和比較例的電纜如下制作。
[0054]在外徑1.8mm的導(dǎo)體上，使用90mm擠出機(jī)，以設(shè)定溫度180°C且絕緣體被覆厚度
0.8mm將聚乙烯樹脂(宇部丸善聚乙烯(株)制的未交聯(lián)低密度聚乙烯(商品名:UBEC450))擠出被覆成型，從而制作絕緣電線。
[0055]按照表1以及表2所示的配合配合各成分，通過50升加壓捏合機(jī)在開始溫度130°C、結(jié)束溫度15 0°C下混煉后，制成顆粒。使用90mm擠出機(jī)，以設(shè)定溫度170°C且護(hù)套被覆厚度1.5mm，在絞合30根制作的絕緣電線所得的材料的外周，將制作的顆粒擠出被覆成型，從而制作電纜。
[0056]另外，如下制作片材。
[0057]按照規(guī)定的組成比分別在亨舍爾混合機(jī)(Henschel mixer)中混合各材料,使其干燥后，進(jìn)行冷卻，按照以下的混煉條件混煉，輸出片材。
[0058]設(shè)備:6英寸棍、棍投入量:400g
[0059]條件:以輥溫度160°C、間隙Imm進(jìn)行混煉，全部卷繞后，一邊適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行回繞，一邊混煉5分鐘左右，輸出Imm厚度片材。
[0060]通過80t壓力機(jī)，在以下的條件下，將該片材制成規(guī)定厚度的片材。
[0061]加壓溫度:180°C、預(yù)熱3分鐘、加壓(100kgf/cm2 (=9.8X IO6Pa)) 2分鐘、冷卻5分鐘。
[0062]片材以及電纜的評(píng)價(jià)通過如下所示的方法進(jìn)行。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1以及表2中。
[0063]<片材評(píng)價(jià)試驗(yàn)>
[0064]耐油性試驗(yàn)(70°C X4小時(shí))
[0065]試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)JIS K6723，相對(duì)于I種3號(hào)所記載的普通護(hù)套的要求值，將初期拉伸時(shí)的拉伸強(qiáng)度的殘余率為相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)有余裕的值O 88%)記為◎，為標(biāo)準(zhǔn)合格值
85%)記為〇，為不合格值(〈85%)記為X，將初期拉伸時(shí)的伸長的殘余率為相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)有余裕的值O 78%)記為◎，為標(biāo)準(zhǔn)合格值O 75%)記為〇，為不合格值(〈75%)記為X。
[0066]耐寒性試驗(yàn)
[0067]試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)JIS K6723，相對(duì)于I種3號(hào)所記載的普通護(hù)套的要求值，將脆化溫度為相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)有余裕的值(< _18°C)記為◎，為標(biāo)準(zhǔn)合格值(< _15°C)記為〇，為不合格值(>-15°C)記為 X。[0068]氧指數(shù)(OI)
[0069]試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)JIS K7201，將OI為優(yōu)異值(≥37)記為◎，為合格水準(zhǔn)值(≥35)記為〇，為不合格值(〈35)記為X。
[0070]<電纜評(píng)價(jià)試驗(yàn)>
[0071]垂直支架燃燒試驗(yàn)(VTFT試驗(yàn))
[0072]根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)EEE Std.383( 1974)，對(duì) F_CEV、30X2SQ 結(jié)構(gòu)(PE 絕緣體厚度 0.8mm、PVC護(hù)套厚度1.5mm)的制作電纜進(jìn)行試驗(yàn)。將具有余裕的碳化距離(≤150cm)記為◎，合格碳化距離(<200cm)記為〇，不合格碳化距離(200cm以上或者全部燒毀)記為X。
[0073][表 I]
[0074]表1實(shí)施例
[0075]
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃性氯乙烯樹脂組合物，其特征在于，相對(duì)于氯乙烯樹脂100質(zhì)量份，含有10~50質(zhì)量份比表面積15~50m2/g的非晶質(zhì)二氧化硅、以及5~25質(zhì)量份三氧化銻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物，其特征在于，含有15~50質(zhì)量份所述非晶質(zhì)二氧化硅、以及10~25質(zhì)量份所述三氧化銻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物，其特征在于，所述氯乙烯樹脂的數(shù)均聚合度為700~2000。
4.一種絕緣電線，其特征在于，使用權(quán)利要求1~3中任I項(xiàng)所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物作為被覆材料。
5.一種電纜，其特征在于，具有權(quán)利要求4所述的絕緣電線，而且具有由權(quán)利要求1~3中任I項(xiàng)所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物制作的護(hù)套。
6.一種電纜，其特征在于，使用權(quán)利要求1~3中任I項(xiàng)所述的阻燃性氯乙烯樹脂組合物作 為被覆材料。
【文檔編號(hào)】C08K3/36GK103992575SQ201310722054
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月19日
【發(fā)明者】久保圭輔, 菊池龍?zhí)? 申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社