JPH04154852A - 難燃性電気絶縁組成物 - Google Patents

難燃性電気絶縁組成物

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JPH04154852A
JPH04154852A JP2280922A JP28092290A JPH04154852A JP H04154852 A JPH04154852 A JP H04154852A JP 2280922 A JP2280922 A JP 2280922A JP 28092290 A JP28092290 A JP 28092290A JP H04154852 A JPH04154852 A JP H04154852A
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JP
Japan
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weight
polyphosphazene
polyolefin
flame
composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP2280922A
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English (en)
Inventor
Yasuaki Yamamoto
康彰 山本
Masami Tanmachi
正美 反町
Norio Takahata
紀雄 高畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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  • Insulated Conductors (AREA)
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  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は難燃性電気絶縁組成物、特に電線・ケーブルの
絶縁体等として有用な難燃性ポリオレフィン電気絶縁組
成物に関する。
〔従来の技術〕
ポリエチレン等のポリオレフィンは、絶縁体として絶縁
抵抗、絶縁耐力、誘電率、耐水性、耐湿性、耐溶剤性、
耐薬品性等多くの点で優れているので、電線・ケーブル
の絶縁被膜として広く用いられているが、燃焼し易く、
火源から電線・ケーブルを伝わって火災が拡がることが
しばしばあるため、難燃性にすることが要求されている
。特に、航空機、車両、船舶、トンネル、工場、高層ビ
ル、民生用電気機器等に用いる電線・ケーブルでは難燃
性を強く要求される。
難燃化剤をポリオレフィンに添加することにより、ポリ
オレフィン絶縁材料を難燃性とすることが行われている
。難燃化剤としてハロゲン含有有機化合物が広く用いら
れているが、火災時に有毒ガスや大量の煙を発生するた
め、最近では、このような欠点のない、水酸化アルミニ
ウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物を用いた無
機系難燃化剤が用いられるようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、金属水酸化物は、ポリオレフィン中に多量に添
加しないと、最近の電線ケーブル各種規格(例えばI 
EEE規格383)で要求される高度の難燃性を得るこ
とができない。ところが、ポリオレフィンに金属水酸化
物を多量に添加すると、絶縁物の引張特性等の機械的特
性を著しく悪化させる。
それ故、本発明の目的は、絶縁物に要求される機械的特
性を満足し、かつすぐれた難燃性を有する電気絶縁組成
物を実現することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、絶縁体に要求される機械的特性を満足し、
かつすぐれた難燃性を有する電気絶縁組成物を実現する
ため、ポリオレフィン電気絶縁組成物に、難燃化剤とし
て金属水酸化物とともに重量平均分子量2X105以上
のポリホスファゼンをポリオレフィンとのポリマーブレ
ンドとして含有させ、ポリホスファゼンのポリオレフィ
ンに対する重量比を10/90ないし50150とし、
金属水酸化物の量はポリオレフィンとポリホスファゼン
とのポリマーブレンド100重量部に対し50〜200
重量部とした。
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、エチレンプロ
ピレン共重合体(他の重合成分を含んでもよい)、エチ
レン酢酸ビニル共重合体、エチレンメチルアクリレート
共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチ
レンブチレン共重合体(他の重合成分を含んでもよい)
等を用いることができる。二種以上のポリオレフィンを
用いてもよい。
ポリホスファゼンは、燐原子と窒素原子の結合を主鎖に
有する重合体であり、下記−数式で表される。
I ■ −(N=P)、、− 式中R’ 、R2はそれぞれアルコキシ基、アリロキシ
基、またはアミノ基を表す。アルコキシ基は、ハロゲン
原子、アリル基、アミノ基、ヒドロキシ基等で置換され
ていてもよい。アリロキシ基は、ハロゲン原子、アルキ
ル基、アミノ基、ヒドロキシ基等で置換されていてもよ
い。アミノ基は、アルキル基、アリル基等で置換されて
いてもよい。
nは正の整数である。本発明で用いるポリホスファゼン
は重量平均分子量2×105以上のもので、分子量がこ
れより小さいと、満足できる引張特性が得られない。本
発明で用いるポリホスファゼンの具体例は ポリプロポキシホスファゼン −[N=P (QC,R7)ZllI−(mは2000
以上の整数) ポリフェノキシホスファゼン −[N = P (OC6R5)2]−−(pは100
0以上の整数) ポリアミノホスファゼン −[N=P (NH2)Z]、 − (qは3000以上の整数) 等である。
本発明では、ポリホスファゼンのポリオレフィンに対す
る重量比が10/90ないし50150となるよう、ポ
リホスファゼンを加える。ポリオレフィンに対しポリホ
スファゼンがこの範囲より少ないと、充分な難燃性が得
られず、この範囲より多いと絶縁物の伸びが著しく低下
する。ポリオレフィンとポリホスファゼンは、絶縁組成
物中でポリマーブレンドを形成する。
金属水酸化物は、結晶水を有する2価、3価、または4
価の金属の水酸化物が好ましく、炭酸塩、珪酸塩等との
複合体でもよい。例えば水酸化マグネシウム、塩基性炭
酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、水酸化アルミニ
ウムを用いることができる。金属水酸化物はポリオレフ
ィンとポリホスファゼンのポリマーブレンド100重量
部に対し50重量部以上加えることが望ましい。そうで
ないと、充分な難燃性を得ることができない。しかし、
前述の通り、金属水酸化物が多過ぎると機械的特性を損
なうので、200重量部以下が好ましい。
本発明の絶縁組成物は熱可塑性であり、成形体として用
いられるが、耐熱性を増し、機械的特性をさらに向上さ
せるため、成形時または成形後に架橋されることが好ま
しい。架橋には、有機過酸化物の添加、電子線照射、シ
ラングラフト水架橋等のいずれを用いてもよい。有機過
酸化物としては、ジクミルペルオキシド(dicumy
l peroxide)、3−ビス(1−ブチルペルオ
キシイソプロピル)ベンゼン等が好適である。電子線照
射を用いる場合、架橋助剤としてトリメチロールプロパ
ントリメリテート、トリアリルイソシアヌレート等の反
応性のモノマーを添加してもよい。
本発明の絶縁組成物はさらに、酸化防止剤、滑り剤、カ
ーボンブラック等を含んでもよい。
〔作用〕
本発明の電気絶縁組成物は、ポリオレフィンに難燃化剤
として金属水酸化物とともに重量平均分子量2X105
以上のポリホスファゼンを所定の量加えたことにより、
金属水酸化物を機械的特性が悪化するほど多量に添加し
なくても、すぐれた難燃性を示す。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例1〜4〕 第1表に示す組成の絶縁組成物を調製した(単位は重量
部)。実施例1と実施例2ではポリ(ジメトキシホスフ
ァゼン)を、実施例3と実施例4ではポリ(ジアミノホ
スファゼン)を用いた。
実施例2と実施例4の組成物は、実施例1および実施例
3の組成物よりポリホスファゼンの量を増し、水酸化マ
グネシウムを若干減量したものである。
用いたエチレン酢酸ビニルコポリマーは酢酸ビニル成分
25重量%を含み、メルトインデックス(190°C)
1.0のもの、水酸化マグネシウムは平均粒子径1μm
で、ステアリン酸処理したものを用いた。用いたポリ(
ジメトキシホスファゼン)の分子量は8×105、ポリ
(ジアミノホスファゼン)の分子量は1×106である
各組成物を調製するには、所定量の各成分をパンバリミ
キサで混練した。
各組成物について引張特性と難燃性を以下の通り評価し
た。
(1)引張特性 各組成物を180°Cで厚さIIIIIllにプレス成
形し、JISダンベル3号で打ち抜いた試験片について
、ショッパ型引張試験機を用い、引張速度500mm/
分で引張試験を行った。その結果を、組成とともに第1
表に示す。
(2)難燃性 パンバリミキサで混線後、それぞれ、100〜130°
Cに保持した80IIII11押し出し機(スクリュー
のL/D=20)を用い、外径4.0 mmのエチレン
プロピレンゴム絶縁線3本を撚り合わせた線心の周りに
厚さ2肛に押出被覆し、圧力13kg/cm2の水蒸気
中で3分間架橋させ、ケーブルを作製した。
長さ2.4mのケーブルを10本垂直に並べ、下端に7
0. 000 BTU/hrの炎を20分間当てた後、
炎を取り去り、1.8m未満で自己消炎すれば合格、1
.8m以上延焼した場合不合格とする(この試験法はI
EEE規格383に準拠した垂直トレイ燃焼試験である
)。その結果を組成、引張特性とともに第1表に示す。
第1表 第1表から明らかなように、実施例1〜4の各組成物と
も、1.0kg/mm2を上回る引張強さと、350%
前後の伸びを示し、また難燃性の試験結果はいずれも合
格であった。
〔実施例5〕 実施例1で用いたエチレン酢酸ビニルコポリマーをエチ
レンエチルアクリレートコポリマーに置き換え、ポリ(
ジメトキシホスファゼン)を実施例3.4で用いたのと
同じポリ(ジアミノホスファゼン)に置き換え、水酸化
物を若干減量した。
エチレンエチルアクリレートコポリマーはエチルアクリ
レート成分20重量%を含み、メルトインデックス(1
90°C)1.0のものである。
調製方法、評価方法は実施例1〜4と同じである。評価
結果を組成とともに第2表に示す。
第2表 第2表から明らかなように、実施例5の組成物は約1.
0 kg/mm2の引張強さと350%に近い伸びを示
し、難燃性の試験結果も合格であった。
〔比較例1〜3〕 第3表に示す組成の絶縁組成物を調製した(単位は重量
部)。調製方法、評価方法は実施例1〜4と同じである
。評価結果を組成とともに第3表に示す(表中*印は測
定不能を示す)。
第3表 比較例1は水酸化マグネシウムを10重量部に減量した
もので、シースの引張強さは実施例3および4より勝っ
ているが、難燃性は不合格である。
この結果は、充分な難燃性を得るには50重量部以上の
金属水酸化物が必要なことを示している。
比較例2は、水酸化マグネシウムを300重量部に増量
したもので、難燃性は合格であるが、引張強度が著しく
低く、測定不能で、伸びは50%にも達しない。ポリマ
ーブレンド100重量部(うちポリオレフィン70重量
部)に対し200重量部を超える水酸化マグネシウムを
加えると、引張特性が著しく悪くなることを示している
比較例3はポリホスファゼンを全(省いたもので、シー
スの引張強さは実施例2および3より勝っているが、難
燃性は不合格である。この結果を上記実施例と比べると
、充分な難燃性を得るためにポリホスファゼンが有効な
ことが理解される。
(比較例4〜5〕 第4表に示す組成の絶縁組成物を調製した(単位は重量
部)。調製方法、評価方法は実施例1〜4と同じである
第4表 比較例4は、実施例4の組成中水酸化マグネシウムを1
10重量部から10重量部に減らしたもので、この組成
を用いたシースの引張強さや伸びは比較例1と同様実施
例4より勝っているが、難燃性は不合格であった。この
結果は、充分な難燃性を得るためには50重量部以上の
金属水酸化物が必要なことを示している。
比較例5は実施例4の組成中ポリ(ジアミノホスファゼ
ン)30重量部を省き、同重量のエチレン酢酸ビニルコ
ポリマーに置き換えたものである。
この組成物を用いたシースの引張強さや伸びは比較例3
とほぼ同等であり、実施例4より勝っていたが、難燃性
は不合格であった。この結果を実施例4と比べると、充
分な難燃性を得るためにポリホスファゼンが有効なこと
を示している。
以上の各実施例および比較例から、ポリオレフィンに対
し所定の重量比で金属水酸化物とポリホスファゼンを含
む本発明の絶縁組成物のすぐれた難燃性および機械的特
性が明らかである。
〔発明の効果〕
本発明の難燃性電気絶縁組成物は、電線・ケーブル等の
絶縁物に要求される機械的特性を具え、かつすくれた難
燃性を有する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリオレフィンと、重量平均分子量2×10^5
    以上のポリホスファゼンと、金属水酸化物から成り、 前記ポリホスファゼンは、前記ポリオレフィンとのポリ
    マーブレンドとして、ポリオレフィンに対する重量比で
    10/90ないし50/50の範囲の量含まれ、 前記金属水酸化物は前記ポリマーブレンド 100重量部に対し50〜200重量部含まれることを
    特徴とする、難燃性電気絶縁組成物。
  2. (2)前記ポリオレフィンと前記ポリホスファゼンが架
    橋されていることを特徴とする、請求項第1項の難燃性
    電気絶縁組成物。
JP2280922A 1990-10-19 1990-10-19 難燃性電気絶縁組成物 Pending JPH04154852A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103059389A (zh) * 2013-02-03 2013-04-24 张芝莲 一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道
CN103059388A (zh) * 2013-02-03 2013-04-24 王达 一种无卤阻燃pe管
CN103059390A (zh) * 2013-02-03 2013-04-24 张关莲 一种无卤阻燃pe管的制备方法
CN103073775A (zh) * 2013-02-03 2013-05-01 刘芝英 一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道的制备方法
CN108003444A (zh) * 2017-12-15 2018-05-08 四川安费尔高分子材料科技有限公司 一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

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