難燃性合成物和絕緣電線以及用於製造難燃性合成物的方法

2023-05-22 10:47:31 1

專利名稱：難燃性合成物和絕緣電線以及用於製造難燃性合成物的方法
技術領域：
本發明涉及一種難燃性合成物和包括該難燃性合成物的絕緣電線，以及用於製造 難燃性合成物的方法，更具體地，涉及一種適合用於優選在要求絕緣電線具有高耐熱性的 場所(例如汽車的發動機室)中使用的絕緣電線的覆蓋材料的難燃性合成物，和包括該難 燃性合成物的絕緣電線，以及用於製造這樣的難燃性合成物的方法。
背景技術：
傳統上，要求在高溫環境下、例如在汽車的發動機室中使用的絕緣電線具有高耐 熱性。為此，作為用於這種場所的絕緣電線的覆蓋材料，例如，使用了以電子輻照交聯方法 進行交聯的交聯聚氯乙烯和交聯聚乙烯。從減少全球環境負擔的觀點出發，最近已經提倡減少諸如聚氯乙烯的含滷素材 料，所以已經使用不含滷族元素的材料(例如聚乙烯)來代替含滷素材料。為了使不含滷 族元素的材料能夠確保足夠的阻燃性，通常向該材料中添加諸如氫氧化鎂的金屬氫氧化物 作為阻燃劑。例如，專利文獻1公開了 不含滷的阻燃劑樹脂合成物被交聯，以用作絕緣電線的 覆蓋材料，該阻燃劑樹脂合成物包括含有30%至80%質量百分比的矽烷交聯乙烯-乙酸 乙烯酯共聚物作為必須成分的聚烯烴、金屬氫氧化物和阻燃輔助劑，相對於100質量份的 聚烯烴，所述金屬氫氧化物的含量為60至150質量份，並且所述阻燃輔助劑的含量為5至 10質量份。引用文獻列表專利文獻專利文獻1 日本特開專利公報No. 2001-172442

發明內容
技術問題然而，儘管通過交聯提高了傳統的絕緣電線的耐熱性，但其允許的溫度界限最多 為根據ISO標準的120°C。為了提高汽車的性能，對於耐熱性更優良的絕緣電線的需求正在 增加，並且期望開發一種具有根據ISO標準的150°C的允許溫度界限的材料。本發明的目的是提供耐熱性比傳統難燃性合成物更優良的難燃性合成物；耐熱 性比傳統絕緣電線更優良的絕緣電線；以及一種用於製造難燃性合成物的方法，通過該方 法，能夠獲得耐熱性比傳統難燃性合成物更優良的難燃性合成物。解決問題的方法為了實現上述目的並且依據本發明的目標，根據本發明優選實施例的難燃性合成 物包含聚合物成分，該聚合物成分包括矽烷交聯聚烯烴和聚烯烴，相對於100質量份的矽 烷交聯聚烯烴，所述聚烯烴的含量是32至157質量份；氫氧化鎂和/或氫氧化鋁，相對於100質量份的聚合物成分，該氫氧化鎂和/或氫氧化鋁的含量是28至190質量份；酚類抗 氧化劑，相對於100質量份的聚合物成分，該酚類抗氧化劑的含量是0. 5至9. 5質量份；含 硫抗氧化劑，該含硫抗氧化劑是苯並咪唑化合物，相對於100質量份的聚合物成分，該含硫 抗氧化劑的含量是0. 5至9. 5質量份；氧化鋅，相對於100質量份的聚合物成分，該氧化鋅 的含量是0. 5至9. 5質量份；以及銅抑制劑，相對於100質量份的聚合物成分，該銅抑制劑 的含量是0.1至4. 7質量份。優選地，矽烷交聯聚烯烴是被矽烷交聯的具有0. 880至0. 910g/cm3密度的聚乙 烯。另外，優選地，該聚烯烴是具有0. 880至0. 910g/cm3密度的聚乙烯，和/或是具有140°C 或更高熔點的烯烴彈性體。在本發明的另一方面，根據本發明優選實施例的絕緣電線包括上述難燃性合成 物，和被該合成物覆蓋的導體。在本發明的又一方面，根據本發明優選實施例的用於製造難燃性合成物的方法包 括下列步驟將成分A、成分B和成分C捏合成一種合成物，所述成分A包括通過聚烯烴與 矽烷偶聯劑的接枝聚合而製備的矽烷改性聚烯烴，所述成分B包括聚烯烴、為氫氧化鎂和/ 或氫氧化鋁的金屬水合物、酚類抗氧化劑、為苯並咪唑化合物的含硫抗氧化劑、氧化鋅和銅 抑制劑，所述成分C包括聚烯烴和矽烷交聯催化劑；使捏合成的該合成物成型；以及，對所 成型的合成物進行水交聯。本發明的有益效果由於根據本發明優選實施例的難燃性合成物包含作為基料樹脂的矽烷交聯聚烯 烴、聚烯烴、氫氧化鎂和/或氫氧化鋁、酚類抗氧化劑、優選是苯並咪唑化合物的含硫抗氧 化劑、氧化鋅和銅抑制劑，並且這些成分的含量如上所述，所以該難燃性合成物的耐熱性比 傳統難燃性合成物更優良。由於使用苯並咪唑化合物作為含硫抗氧化劑，並且使用氧化鋅 作為金屬氧化物，所以該難燃性合成物的耐熱性特別優良。因此，該難燃性合成物能夠獲得 根據ISO標準的150°C或更高溫度的耐熱性。如果如上所述地規定矽烷交聯聚烯烴和聚烯烴，則該難燃性合成物的柔軟性和耐 油性都很優良。因此，當該難燃性合成物用作絕緣電線的覆蓋材料時，能夠容易地執行絕緣 電線的布線，並且該絕緣電線能夠適當地用在易於暴露至汽油的場所，例如汽車的發動機室。同時，由於根據本發明優選實施例的絕緣電線包括該難燃性合成物和被該難燃性 合成物覆蓋的導體，所以該絕緣電線的耐熱性優良。同時，通過根據本發明優選實施例的用於製造難燃性合成物的方法而製造出的難 燃性合成物的耐熱性優良。
具體實施例方式現在將給出本發明優選實施例的詳細描述。根據本發明一個優選實施例的難燃性 合成物包含矽烷交聯聚烯烴、聚烯烴、金屬水合物、酚類抗氧化劑、含硫抗氧化劑、金屬氧 化物和銅抑制劑。矽烷交聯聚烯烴是根據本發明優選實施例的難燃性合成物的主要成分，其通過對 矽烷改性聚烯烴進行矽烷交聯而製備。優選在該難燃性合成物成型之後對矽烷改性聚烯烴進行矽烷交聯。從提高該難燃性合成物的耐熱性的觀點看，矽烷交聯聚烯烴具有的凝膠含 量優選為50%或更多，更優選為60%或更多。應當注意，凝膠含量例如是通常使用的指示 交聯電線的交聯狀態的指標。優選可以基於JAS0-D608-92來測量汽車的交聯電線的凝膠含量。不特別限定形成矽烷改性聚烯烴的聚烯烴。該聚烯烴的實例包括諸如乙烯和丙 烯的烯烴的均聚物；諸如乙烯_α烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯_(甲基) 丙烯酸酯共聚物的乙烯共聚物，以及諸如丙烯-α烯烴共聚物、丙烯_乙酸乙烯酯共聚物和 丙烯_(甲基)丙烯酸酯共聚物的丙烯共聚物。它們可以單獨或組合使用。在它們之中，優選使用聚乙烯、聚丙烯、乙烯_乙酸乙烯酯共聚物、乙烯_丙烯酸酯 共聚物，和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物。聚乙烯的實例包括高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯，和茂金屬超低密度聚乙烯。它們可以 單獨或組合使用。在它們之中，優選使用茂金屬超低密度聚乙烯。從提高該難燃性合成物的柔軟性的觀點看，形成矽烷改性聚烯烴的聚烯烴優選具 有0. 910g/cm3或更小的密度；然而，該聚烯烴的結晶化程度隨著其密度減小而減少，因此， 從防止矽烷接枝樹脂由於汽油(油)而膨脹以及提高該難燃性合成物的耐油性的觀點看， 形成矽烷改性聚烯烴的聚烯烴優選具有0. 880g/cm3或更大的密度。因此，形成矽烷改性聚 烯烴的聚烯烴優選具有0. 880至0. 910g/cm3的密度。更優選地，用作該聚烯烴的是具有 0. 880至0. 910g/cm3密度的聚乙烯。不特別限定與矽烷交聯聚烯烴一起被包含在該難燃性合成物中的聚烯烴。該聚烯 烴的實例包括與形成矽烷改性聚烯烴的聚烯烴相同種類的聚烯烴。它們可以單獨或組合使用。從提高該難燃性合成物的柔軟性和耐油性的觀點看，該聚烯烴優選具有0. 880至 0. 910g/cm3的密度。考慮到兼容性，優選使用與形成矽烷改性聚烯烴的聚烯烴相同種類的 聚烯烴作為該聚烯烴。如果使用具有140°C或更高熔點的烯烴彈性體作為該聚烯烴，則該難 燃性合成物容易提高耐油性。烯烴彈性體的實例包括乙烯彈性體和丙烯彈性體。從提高該 難燃性合成物的耐油性的觀點看，優選使用聚丙烯彈性體作為該烯烴彈性體。相對於100質量份的矽烷交聯聚烯烴，與該矽烷交聯聚烯烴一起被包含在該難燃 性合成物中的聚烯烴的含量優選是32至157質量份。金屬水合物的實例包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鋯和氫氧化鋇。在 它們之中，優選使用氫氧化鎂和氫氧化鋁。為了提高與作為主要成分的樹脂的兼容性，可以 使用諸如矽烷偶聯劑、脂肪酸和蠟等的處理劑來對金屬水合物進行表面處理。只有考慮到金屬水合物的類型、電線的尺寸以及導體和絕緣體的結構，才能清楚 地規定金屬水合物的含量；然而，如果相對於100質量份的包含矽烷交聯聚烯烴作為主要 成分的聚合物成分，將該含量設定為28至190質量份，則該難燃性合成物能夠容易地獲得 足以滿足例如汽車電線的要求的阻燃性。該含量優選是70至150質量份。如果該含量小 於28質量份，則該難燃性合成物容易阻燃性不足。另一方面，如果該含量大於190質量份， 則該難燃性合成物的擠壓成型性容易降低。除了矽烷交聯聚烯烴、聚烯烴和金屬水合物以外，根據本發明優選實施例的難燃性合成物還包含酚類抗氧化劑、含硫抗氧化劑、金屬氧化物和銅抑制劑。酚類抗氧化劑、含 硫抗氧化劑、金屬氧化物和銅抑制劑與矽烷交聯聚烯烴的組合使用使得該難燃性合成物能 夠獲得比之前的難燃性合成物更好的耐熱性。同時，在傳統的難燃性合成物中，酚類抗氧化劑、含硫抗氧化劑和磷抗氧化劑通 常單獨或組合使用；然而，僅包含酚類抗氧化劑的難燃性合成物具有根據ISO標準的最多 120°C的允許溫度界限，並且，即使將酚類抗氧化劑與含硫抗氧化劑或磷抗氧化劑組合使用 也無助於提高該難燃性合成物的耐熱性。在本發明中，假定當該難燃性合成物用作覆蓋絕緣電線中的導體的絕緣體時，在 熱老化的進行過程中，硫原子形成矽烷交聯聚烯烴中的補充交聯結合，這防止了矽烷交聯 聚烯烴的熱老化。還假定金屬水合物充當用於促進交聯結合的催化劑，並且銅抑制劑捕獲 由絕緣電線中的導體(銅線)產生的銅離子，這防止了銅充當導致絕緣體熱老化的催化劑。 因此，根據本發明優選實施例的難燃性合成物能夠實現本發明特有的作用和效果，即獲得 比之前的難燃性合成物更優良的耐熱性。在本發明中，由於根據本發明優選實施例的難燃性合成物包含酚類抗氧化劑，所 以該難燃性合成物能夠獲得優良的耐熱性，並且抵制由與產生將通過含硫抗氧化劑阻止的 熱老化的機構不同的機構導致的熱老化。酚類抗氧化的實例包括四[亞甲基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯]甲焼。相對於100質量份的聚合物成分，酚類抗氧化劑的含量優選是0. 5至9. 5質量份， 更優選是0. 9至6質量份。如果該含量小於0. 5質量份，則該難燃性合成物容易缺少提高 耐熱性的效果。另一方面，如果該含量大於9. 5質量份，則抗氧化劑容易使表面起霜，特別 是在高溫高溼空氣中。含硫抗氧化劑的實例包括苯並咪唑化合物、有機硫代酸化合物、二硫代氨基甲酸 鹽化合物和硫脲化合物。在它們之中，從增加提高該難燃性合成物的耐熱性效果的觀點看， 優選使用苯並咪唑化合物。苯並咪唑化合物的實例包括2_巰基苯並咪唑、2-巰基甲基苯並咪唑、4-巰基甲 基苯並咪唑和5-巰基甲基苯並咪唑，以及它們的鋅鹽。在它們之中，優選使用2-巰基苯並 咪唑及其鋅鹽。上述苯並咪唑化合物可以在其苯並咪唑構架的不結合巰基的位置上具有例 如烷基的取代基。相對於100質量份的聚合物成分，含硫抗氧化劑的含量優選是0. 5至9. 5質量份， 更優選是0. 9至6質量份。如果該含量小於0. 5質量份，則該難燃性合成物容易缺少提高 耐熱性的效果。另一方面，如果該含量大於9. 5質量份，則抗氧化劑容易使表面起霜，特別 是在高溫高溼空氣中。金屬氧化物的實例包括氧化鋅、氧化鋁、氧化鉀、氧化鈣、氧化鋇和氧化鎂。在它 們之中，從增加提高該難燃性合成物的耐熱性效果的觀點看，特別是當與2-巰基苯並咪唑 結合使用時，更優選使用氧化鋅。相對於100質量份的聚合物成分，該金屬氧化物的含量優選是0. 5至9. 5質量份， 更優選是0. 9至6質量份。如果該含量小於0. 5質量份，則該難燃性合成物容易缺少提高 耐熱性的效果。另一方面，如果該含量大於9. 5質量份，則不能為該難燃性合成物提供足夠的機械特性。銅抑制劑的實例包括三唑化合物。三唑化合物的實例包括由ADEKA公司製造的 ADK STAB CDA系列的重金屬減活化劑，並且該重金屬減活化劑的具體實例包括ADK STAB CDA-U ADK STABCDA-6 和 ADK STAB CDA-10。在它們之中，優選使用 ADK STABCDA-6 (十癸 羧酸雙水楊酸內酯醯胼)相對於100質量份的聚合物成分，該銅抑制劑的含量優選是0. 1至4. 7質量份，更 優選是0. 3至3質量份。如果該含量小於0. 1質量份，則該難燃性合成物容易缺少提高耐 熱性的效果。另一方面，如果該含量大於4. 7質量份，則該銅抑制劑容易使表面起霜，特別 是在高溫高溼空氣中，同時，提高耐熱性的效果不再增加，並導致成本增大。優選地，根據本發明優選實施例的難燃性合成物在不損害該難燃性合成物的性能 的範圍內，還適當地包含添加劑。添加劑的實例包括紫外線吸收劑、加工助劑(例如蠟、潤 滑劑)、阻燃輔助劑和染色劑。通過使用諸如班拍裡混煉機、壓力捏合機、捏合壓出機、雙螺杆擠出機和軋機等的 通常使用的捏合機將矽烷改性聚烯烴、聚烯烴、金屬水合物、酚類抗氧化劑、含硫抗氧化劑、 金屬氧化物、銅抑制劑和矽烷交聯催化劑捏合為合成物，使該捏合的合成物成型並然後在 該合成物成型之後對矽烷改性聚烯烴進行矽烷交聯(水交聯)，能夠製備根據本發明優選 實施例的難燃性合成物。優選在上述的各自範圍內適當地調整各種成分的含量。矽烷交聯催化劑的實例包括含有諸如錫、鋅、鐵、鉛、鈷、鋇和鈣等金屬的金屬羧 酸鹽、鈦酸酯、有機鹼、無機酸和有機酸。矽烷交聯催化劑的具體實例包括二月桂酸二丁 錫、蘋果酸氫二丁錫、硫醇二丁錫(例如二-辛基巰基乙酸二丁錫、β巰基丙酸二丁錫聚合 物)、雙乙酸二丁錫、二月桂酸二辛錫、乙酸錫、辛酸錫、環烷酸鉛、環烷酸鈷、硬脂酸鋇、硬脂 酸鈣、鈦酸四丁酯、鈦酸四壬酯、二丁胺、己胺、吡啶、硫酸、鹽酸、甲苯磺酸、乙酸鹽、硬脂酸 和馬來酸。在它們之中，優選使用蘋果酸氫二丁錫和硫醇二丁錫。相對於100質量份的矽烷改性聚烯烴，交聯催化劑的含量優選大於0. 001但少於 0. 579質量份，更優選為0. 003至0. 334質量份。如果該含量是0. 001質量份或更少，則矽 烷交聯聚烯烴容易交聯程度不足。另一方面，如果該含量是0. 579質量份或更多，則該合成 物的成型品容易具有被損毀的外觀。優選地，通過使用諸如有機過氧化物的基團產生劑來進行聚烯烴與諸如矽烷偶聯 劑等的矽烷交聯劑的接枝反應，能夠製備矽烷改性聚烯烴。在本發明的優選實施例中，預 先製備該矽烷改性聚烯烴，並且使所製備的矽烷改性聚烯烴與金屬水合物接觸。這是因為 如果同時將聚烯烴、矽烷偶聯劑和金屬水合物捏合在一起，則金屬水合物中含有的水與矽 烷偶聯劑反應，從而阻礙聚烯烴與矽烷偶聯劑的接枝反應，這在該合成物的成型品的表面 上產生凝膠狀物質，從而導致被損毀的外觀；換句話說，這導致矽烷交聯聚烯烴中的不充分 交聯，從而降低了該難燃性合成物的耐熱性。通過預先製備矽烷改性聚烯烴並且使所製備 的矽烷改性聚烯烴與金屬水合物接觸，能夠使矽烷改性聚烯烴進行高程度的矽烷交聯(例 如，該矽烷交聯聚烯烴具有50 %或更多、並且優選具有60 %或更多的凝膠含量)。矽烷偶聯劑的實例包括諸如乙烯三甲氧基矽烷、乙烯三乙氧基矽烷和乙烯三丁 氧基矽烷等的乙烯烷氧基矽烷、η-己基三甲氧基矽烷、乙烯乙酸基矽烷、Y -甲基丙烯醯氧 基丙基三甲氧基矽烷，和Y-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷。它們可以單獨或組合使用。相對於100質量份的將被矽烷改性的聚烯烴，矽烷偶聯劑的含量優選大於0. 1質 量份但少於10質量份，更優選是0. 5至5質量份。如果該含量是0. 1質量份或更少，則矽 烷交聯聚烯烴容易具有交聯程度不足。另一方面，如果該含量是10質量份或更多，則該合 成物的成型品容易具有被損毀的外觀。基團產生劑的實例包括過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲醯、過氧化二氯苯甲 醯、過氧化二叔丁酯、過醋酸丁酯、過硼酸特丁酯和2，5_ 二甲基-2，5-二(過氧特丁酯)己 烷。在它們之中，優選使用過氧化二異丙苯(DCP)。相對於100質量份的將被矽烷改性的聚烯烴，該基團產生劑的含量優選大於0. 01 質量份但少於0. 3質量份，更優選是0. 025至0. 1質量份。如果該含量是0. 01質量份或更 少，則矽烷交聯聚烯烴容易交聯程度不足。另一方面，如果該含量是0.3質量份或更多，則 過氧化物的交聯無目的地進行，並且該合成物的成型品容易具有被損毀的外觀。另外，在本發明的優選實施例中，優先先製備包含矽烷改性聚烯烴的成分A、包含 添加劑(包括金屬水合物、抗氧化劑、金屬氧化物和銅抑制劑)的成分B，以及包含矽烷交聯 催化劑的成分C，並將它們單獨保存直至成型之前的那一刻。在製備包含添加劑的成分和包 含矽烷交聯催化劑的成分的過程中，為了可以容易地執行與包含矽烷改性聚烯烴的成分的 捏合，優選預先將添加劑添加至上述成分中包含的諸如聚烯烴等的聚合物成分中。該聚合 物成分的實例包括上述聚烯烴。成分A和成分B之間的混合比A/B優選是10/90至60/40的質量比。如果成分B 少於40%的質量，則該難燃性合成物容易缺少阻燃性。另一方面，如果成分A少於10%的 質量，則將被交聯的成分量小，並且矽烷交聯聚烯烴容易交聯程度不足。由於矽烷交聯聚烯 烴的交聯程度不足，該難燃性合成物的耐熱性容易降低。另外，該難燃性合成物容易由於汽 油而膨脹，因此耐油性容易降低。相對於100質量份的矽烷改性聚烯烴，成分C的含量優選大於1質量份但少於 14. 3質量份，更優選是3至10質量份。如果該含量是1質量份或更少，則矽烷交聯催化劑 的量少，並且矽烷交聯聚烯烴容易具有低的交聯程度。另一方面，如果該含量是14. 3質量 份或更多，則矽烷交聯催化劑過量，並且由於該過量，該難燃性合成物的成型品容易具有被 損毀的外觀。例如，在由該難燃性合成物製造絕緣電線的覆蓋材料的過程中，優選將成分A、B 和C捏合而成的合成物在由銅、銅合金、鋁或鋁合金製成的導體周圍擠壓成型，然後對該合 成物進行矽烷交聯(水交聯)。接下來，將提供根據本發明另一個優選實施例的絕緣電線的描述。根據本發明優 選實施例的絕緣電線包括上述難燃性合成物和覆蓋有該合成物的導體。不特別限定導體的 直徑、材料和其他屬性，並且可以根據其預期用途來確定。另外，不特別限定絕緣覆蓋材料 的厚度，並且可以考慮導體直徑來確定。根據本發明優選實施例的絕緣電線的製造過程優選包括下列步驟將上述成分 A、B和C加熱捏合成一種合成物；使用該加熱捏合的合成物來擠壓覆蓋所述導體；然後，對 所覆蓋的合成物進行矽烷交聯(水交聯)。實例
現在將參照實例來具體地提供對本發明的描述。然而，本發明不限於此。(所使用的材料、製造商和其他信息)下面提供在本實例和比較例中使用的材料，以及它們的製造商、商品名稱和其他
fn息ο聚乙烯(1)[製造商DUP0NTDOff ELASTOMERS JAPAN KK，商品名稱ENGAGE 8003, 密度=0. 885g/cm3]聚乙烯(2)[製造商DUP0NTDOff ELASTOMERS JAPAN KK，商品名稱ENGAGE 8450， 密度=0. 902g/cm3]聚乙烯(3)[製造商DUP0NTDOff ELASTOMERS JAPAN KK，商品名稱ENGAGE 8540， 密度=0. 908g/cm3]聚乙烯(4)[製造商DUP0NTDOff ELASTOMERS JAPAN KK，商品名稱ENGAGE 8452, 密度=0. 875g/cm3]聚乙烯(5)[製造商NIPPON UNICAR有限公司，商品名稱DFDJ 7540，密度= 0. 920g/cm3]聚乙烯彈性體(PP彈性體)[製造商日本POLYPROPYLENE公司，商品名稱NEWC0N NAR6，密度=0. 89g/cm3]氫氧化鎂[製造商KY0WA化學工業有限公司，商品名稱=KISUMA 5]矽烷偶聯劑[製造商D0W CORNING TORAY有限公司，商品名稱SZ6300]過氧化二異丙苯(DCP)[製造商N0F公司，商品名稱PERCUMYL D]矽烷交聯催化劑(二月桂酸二丁錫)[製造商=ADEKA公司，商品名稱MARK BT_1]酚類抗氧化劑[製造商CIBA SPECIALTY化學公司，商品名稱「IRGAN0X 1010」]含硫抗氧化劑[製造商0UCHI SHINKO化學工業有限公司，商品名稱「N0CRAC MB」]氧化鋅[製造商HAKUSUITECH有限公司，商品名稱「ZINC0XIDE JISl"]銅抑制劑[製造商ADEKA公司，商品名稱CDA_1]首先，在聚烯烴的類型方面進行聚烯烴的預備研究。具體地說，當用作絕緣電線的 覆蓋材料時，進行與具有不同密度的聚烯烴的性能影響有關的研究(參見表1中的參考例 1至5)(含有矽烷接枝聚乙烯的混合料的製備)通過如下方式製備根據參考例的五種含有矽烷接枝聚乙烯的混合料(成分A)將 70質量份的聚乙烯(1)至(5)中的任意一種、0.35質量份的矽烷偶聯劑和0.07質量份的 過氧化物(過氧化二異丙苯)填充到雙螺杆捏合擠出機中並且在200°C下加熱捏合0. 1至 2分鐘，然後將所捏合的合成物形成為顆粒。(含有阻燃劑的混合料的製備)通過如下方式製備含有阻燃劑的混合料(成分B)將20質量份的聚乙烯(1)、10 質量份的PP彈性體、100質量份的氫氧化鎂、3質量份的酚類抗氧化劑、5質量份的含硫抗氧 化劑、5質量份的氧化鋅和1質量份的銅抑制劑填充到雙螺杆混合擠出機中並且在200°C下 加熱混合0. 1至2分鐘，然後將所混合的合成物形成為顆粒。
(含有催化劑的混合料的製備)通過如下方式製備含有催化劑的混合料(成分C)將5質量份的聚乙烯⑴和 0. 05質量份的矽烷交聯催化劑填充到雙螺杆混合擠出機中並且在200°C下加熱混合0. 1至 2分鐘，然後將所混合的合成物形成為顆粒。(絕緣電線的製備)通過如下方式製備五種絕緣電線通過使用壓出機的儲料器在大約180°C至 200°C下對上述含有矽烷接枝聚乙烯的混合料中的任何一種、上述含有阻燃劑的混合料和 上述含有催化劑的混合料進行混合，並且進行擠壓加工。利用如此製備的混煉混合料的合 成物來擠壓覆蓋具有2. 4mm外徑的導體，所述合成物是具有0. 7mm厚度的絕緣體(即擠壓 覆蓋之後該絕緣電線的外徑為3. 8mm)。然後，在90%高溼度和60°C高溫的水槽中對該合成 物進行24小時的水交聯。(柔軟性的評估)通過在用手彎曲該絕緣電線時的觸感來對絕緣電線的柔軟性進行評估。更具體地 說，具有良好手感的絕緣電線被認為是良好的。(耐油性的評估)根據IS06722-11-1對絕緣電線的耐油性進行評估。具體地說，將每根絕緣電線 浸漬在23士5°C的IS01817汽油(液體C)中20小時，從汽油中取出以將它們表面的汽油 擦掉，在室溫下乾燥30分鐘，並且在該乾燥步驟之後的5分鐘內測量外徑。外徑變化率為 15%或更少的絕緣電線被認為是良好的，通過下式(式1)來計算該變化率。另外，將每根 絕緣電線纏繞在規定的心軸上並檢查有無裂紋。(式1)變化率=(浸漬之前的外徑_浸漬之後的外徑)/(浸漬之前的外徑)X 100(% )[表 1]
權利要求
一種難燃性合成物，包括聚合物成分，所述聚合物成分包括矽烷交聯聚烯烴；和聚烯烴，相對於100質量份的所述矽烷交聯聚烯烴，所述聚烯烴的含量是32至157質量份；氫氧化鎂和氫氧化鋁中的至少一種，相對於100質量份的所述聚合物成分，氫氧化鎂和氫氧化鋁中的所述至少一種的含量是28至190質量份；酚類抗氧化劑，相對於100質量份的所述聚合物成分，所述酚類抗氧化劑的含量是0.5至9.5質量份；含硫抗氧化劑，所述含硫抗氧化劑包括苯並咪唑化合物，並且相對於100質量份的所述聚合物成分，所述含硫抗氧化劑的含量是0.5至9.5質量份；氧化鋅，相對於100質量份的所述聚合物成分，所述氧化鋅的含量是0.5至9.5質量份；以及銅抑制劑，相對於100質量份的所述聚合物成分，所述銅抑制劑的含量是0.1至4.7質量份。
2.根據權利要求1所述的難燃性合成物，其中，所述矽烷交聯聚烯烴包括密度為0.880 至0. 910g/cm3的、矽烷交聯的聚乙烯。
3.根據權利要求1或2中的任一項所述的難燃性合成物，其中，所述聚烯烴包括如下項 中的至少一種密度為0. 880至0. 910g/cm3的聚乙烯，和 熔點為140°C或更高的烯烴彈性體。
4.一種絕緣電線，包括根據權利要求1至3中的任一項所述的難燃性合成物；和 由所述合成物覆蓋的導體。
5.一種用於製造難燃性合成物的方法，所述方法包括下列步驟 將如下成分捏合成一種合成物成分A，所述成分A包括矽烷改性聚烯烴，所述矽烷改性聚烯烴對聚烯烴與矽烷偶聯劑 進行接枝聚合而製得；成分B，所述成分B包括 聚烯烴；包括氫氧化鎂和氫氧化鋁中的至少一種的金屬水合物； 酚類抗氧化劑；包括苯並咪唑化合物的含硫抗氧化劑； 氧化鋅；和 銅抑制劑；以及成分C，所述成分C包括聚烯烴和矽烷交聯催化劑； 使捏合後的所述合成物成型；以及 對成型後的合成物進行水交聯。
全文摘要
公開了一種難燃性合成物，其耐熱性比傳統難燃性合成物的耐熱性更優異。具體公開了如下一種難燃性合成物，其包括矽烷交聯聚烯烴、聚烯烴、金屬水合物、酚類抗氧化劑、含硫抗氧化劑、金屬氧化物和銅抑制劑。該含硫抗氧化劑優選是苯並咪唑化合物，該金屬氧化物優選是氧化鋅。該矽烷交聯聚烯烴優選是通過對具有0.880至0.910g/cm3密度的聚乙烯進行矽烷交聯而製造的製品。該聚烯烴優選是具有0.880至0.910g/cm3密度的聚乙烯，或者是具有140℃或更高熔點的烯烴彈性體。
文檔編號C08K3/22GK101977980SQ201080001261
公開日2011年2月16日 申請日期2010年1月20日 優先權日2009年1月30日
發明者佐藤正史, 木村雅史, 白木高輔, 稻垣朝律 申請人:株式會社自動網絡技術研究所;住友電裝株式會社;住友電氣工業株式會社