电缆的制作方法

文档序号:11955048阅读:158来源:国知局

本发明涉及电缆。



背景技术:

电缆具备导体、设置于导体的外周上的绝缘被覆层和设置于绝缘被覆层的外周上的外被层(护套层)而构成。作为形成绝缘被覆层、护套层的材料,例如,可以使用在不包含卤素的基体聚合物中含有无卤阻燃剂(例如,氢氧化铝等金属氢氧化物)的无卤阻燃树脂组合物。无卤阻燃树脂组合物不仅阻燃性优异,而且燃烧时不产生氯化氢等有毒气体。

例如,专利文献1中公开了包含乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和酸改性聚烯烃混合而成的基体聚合物的物质作为无卤阻燃树脂组合物(例如,参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-53247号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,对于用作铁路车辆、汽车等的布线的电缆,从安全性、耐久性的观点考虑,要求各种各样的特性。具体而言,对于电缆,要求更高的阻燃性、耐燃料性和耐擦伤性。

此外,对于电缆,除了上述特性之外,从提高生产性的观点考虑,要求容易形成绝缘被覆层。

本发明的目的在于解决上述课题,提供生产性良好地制造阻燃性、耐燃料性和耐擦伤性优异的电缆的技术。

用于解决课题的方法

根据本发明的一个实施方式,提供一种电缆,其具备:

导体、

设置于所述导体的外周上的绝缘被覆层、和

设置于所述绝缘被覆层的外周上的外被层,

所述绝缘被覆层由无卤阻燃树脂组合物形成,所述无卤阻燃树脂组合物含有100质量份的基体聚合物(A)和100质量份以上且250质量份以下的无卤阻燃剂,所述基体聚合物(A)包含70质量%以上且99质量%以下的包含熔点为70℃以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(a1)和1质量%以上且30质量%以下的玻璃化转变温度为-55℃以下的酸改性聚烯烃树脂(a2),并且所述基体聚合物(A)含有25质量%以上且50质量%以下的来源于所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(a1)的乙酸乙烯酯成分,

所述外被层由无卤阻燃树脂组合物形成,所述无卤阻燃树脂组合物含有100质量份的基体聚合物(B)和150质量份以上且220质量份以下的无卤阻燃剂,所述基体聚合物(B)包含60质量%以上且70质量%以下的直链状低密度聚乙烯(b1)、10质量%以上的熔体流动速率为100g/10min以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(b2)和10质量%以上且20质量%以下的马来酸改性聚烯烃(b3)。

发明效果

根据本发明,能够得到阻燃性、耐燃料性和耐擦伤性优异的电缆。

附图说明

图1表示本发明的一个实施方式涉及的电缆的截面图。

附图标记

1 绝缘电线

2 捻线

3 导体

4 绝缘被覆层

5 外被层(护套层)

10 电缆

具体实施方式

对于形成绝缘被覆层的无卤阻燃树脂组合物(以下,简称为“阻燃树脂组合物”),从得到优异的阻燃性和耐燃料性的观点考虑,使用包含乙烯-乙酸乙 烯酯共聚物(EVA)和酸改性聚烯烃树脂的极性大的基体聚合物即可。EVA包含具有极性基的乙酸乙烯酯成分(VA),具有极性。具有极性的EVA对于非极性的燃料强,从而不仅耐燃料性优异,而且阻燃性也优异。乙酸乙烯酯成分的含量(以下,称为VA量)越多,EVA的极性越大,因此为了进一步提高绝缘被覆层的阻燃性和耐燃料性,使用VA量多的EVA即可。

然而,如果基体聚合物的极性过大,则有时阻燃树脂组合物结块。例如,在将阻燃树脂组合物加工成颗粒状的情况下,颗粒彼此之间粘接而成为大块,从而结块。如果颗粒结块,则难以通过挤出阻燃树脂组合物而形成绝缘被覆层,因此不能够生产性优良地形成电缆。

基于这一点,本发明人等进行了研究,结果发现,如果混合有EVA的基体聚合物所包含的VA量超过50质量%,则虽然能够确保阻燃树脂组合物的阻燃性、耐燃料性,但由于极性过大,因此容易产生结块。为了抑制结块,考虑将基体聚合物中的VA量设为50质量%以下,但如果使VA量减少至50质量%以下,则由于极性变小,因此特别是绝缘被覆层的耐燃料性降低。

因此,本发明人等对如下方法进行了研究:在使基体聚合物中的VA量减少至50质量%以下时,弥补因VA量的减少而降低的耐燃料性。其结果发现,使用熔点为70℃以上的EVA即可。熔点为70℃以上的EVA具有高结晶性,燃料等难以进入分子之间,因此耐燃料性优异。因此,通过将规定的EVA与基体聚合物混合,能够使阻燃树脂组合物的耐燃料性提高。此外,熔点为70℃以上的EVA难以粘接,因此,通过将其与基体聚合物混合,从而能够抑制阻燃树脂组合物的结块。因此,通过使用含有规定的EVA的阻燃树脂组合物,能够生产性良好地形成阻燃性和耐燃料性优异的绝缘被覆层。

本发明基于上述见解而完成。

<本发明的一个实施方式>

以下,对本发明的一个实施方式涉及的电缆进行说明。图1表示本发明的一个实施方式涉及的电缆的截面图。

(1)电缆的构成

如图1所示,电缆10具备将2条绝缘电线1捻合而成的捻线2。予以说明的是,构成捻线2的绝缘电线1的数目不限定为2条,也可以设为3条以上。 此外,电缆10可以具备1条绝缘电线1。

构成捻线2的绝缘电线1具备导体3和设置于导体3的外周上的绝缘被覆层4。

作为导体3,除了通常使用的金属线,例如铜线、铜合金线以外,可以使用铝线、金线、银线等。此外,可以使用在金属线的外周实施了锡、镍等金属镀覆的金属线。进一步,也可以使用将金属线捻合而成的集合捻合导体。

绝缘被覆层4设置于导体3的外周上。绝缘被覆层4例如可以以被覆导体3的外周的方式将规定的无卤阻燃树脂组合物I以规定的厚度挤出而形成。为了提高机械特性、耐热性,可将绝缘被覆层4进行交联。另外,对于形成绝缘被覆层4的无卤阻燃树脂组合物I的详细内容进行后述。

外被层5(以下,也称为护套层5)设置于捻线2的外周上,对捻线2进行被覆保护。护套层5例如通过在捻线2的外周隔着树脂带层(图示省略)将规定的无卤阻燃树脂组合物II挤出而形成。护套层5可以与绝缘被覆层4同样地进行交联。另外,对于形成护套层5的无卤阻燃树脂组合物II的详细内容进行后述。

(2)形成绝缘被覆层的无卤阻燃树脂组合物

形成绝缘被覆层4的无卤阻燃树脂组合物I(以下,简称为“阻燃树脂组合物I”)含有基体聚合物(A)和无卤阻燃剂。

(基体聚合物(A))

基体聚合物(A)包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(a1)(以下,简称为“EVA(a1)”)和酸改性聚烯烃树脂(a2)。

EVA(a1)包含至少1种熔点(Tm)为70℃以上的EVA。熔点为70℃以上的EVA具有高结晶性,因此抑制阻燃树脂组合物I的结块,使其耐结块特性提高。进一步,使绝缘被覆层4的耐燃料性提高。一般而言,EVA的熔点越低则结晶性越低,存在VA量变多的倾向。如果EVA的熔点小于70℃,则VA量变少,EVA的结晶性变低,因此阻燃树脂组合物I容易结块,同时绝缘被覆层4的耐燃料性变低。EVA的熔点的上限值没有特别限制,从容易将基体聚合物(A)中的VA量调整为25质量%以上且50质量%以下的范围的观点考虑,优选为100℃以下,更优选为95℃以下,进一步优选为90℃以下。对于熔点为70℃ 以上且100℃以下的EVA,例如VA量为6质量%以上且28质量%以下。予以说明的是,熔点表示利用差示扫描量热法(DSC法)测定的温度。

EVA(a1)中除了上述熔点为70℃以上的EVA以外,也可以包含熔点小于70℃的EVA。与熔点为70℃以上的EVA相比,熔点小于70℃的EVA是结晶性低、VA量较多的聚合物。对于熔点小于70℃的EVA,例如VA量为28质量%以上。通过并用熔点小于70℃的EVA,容易将基体聚合物(A)中的VA量调整为25质量%且50质量%以下的范围,这将在后文中详述。

此外,EVA(a1)优选包含至少1种熔体流动速率(MFR)为6g/10min以上的EVA。更优选的是,上述熔点为70℃以上的EVA满足MFR为6g/10min以上即可。通过使用MFR为6g/10min以上的EVA,能够提高使阻燃树脂组合物I熔融时的流动性(熔融流动性),从而提高将阻燃树脂组合物挤出而形成绝缘被覆层4时的生产性。

酸改性聚烯烃树脂(a2)是例如被不饱和羧酸或其衍生物改性了的聚烯烃。酸改性聚烯烃树脂(a2)提高基体聚合物(A)和无卤阻燃剂的密合性、向阻燃树脂组合物I赋予耐燃料性和耐寒性。

作为酸改性聚烯烃树脂(a2)的聚烯烃材料,可以举出例如超低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物等。此外,作为改性聚烯烃的酸,可以举出例如马来酸、马来酸酐、富马酸等。这些酸改性聚烯烃树脂(a2)可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

酸改性聚烯烃树脂(a2)的玻璃化转变温度(Tg)为-55℃以下。通过使用Tg为-55℃以下的酸改性聚烯烃树脂(a2),从而可以使基体聚合物(A)的Tg降低,抑制绝缘被覆层4暴露于低温环境下时的开裂。即,可以提高绝缘被覆层4的耐寒性。

(基体聚合物(A)中的VA量)

基体聚合物(A)包含EVA(a1),并且含有来源于EVA(a1)的乙酸乙烯酯成分(VA)。对于基体聚合物(A)中的乙酸乙烯酯成分的含量(VA量),在EVA(a1)包含1、2、3…k…n种EVA的情况下,可以利用下式(1)算出。

[数1]

式(1)中,Xk表示某一种k的EVA的VA量(质量%),Yk表示某一种k的EVA在全部基体聚合物中所占的比例,并且k表示自然数。

如果以后述的实施例1作为例子进行具体说明,则可以按以下方式算出基体聚合物(A)中的VA量。在实施例1中,基体聚合物(A)含有合计为100%的如下物质:VA量为14质量%的EVA 20%、VA量为46质量%的EVA 50%和酸改性聚烯烃30%。因此,参照式(1),实施例1中的基体聚合物(A)中的VA量为25.8质量%(14×0.2+46×0.5)。

基体聚合物(A)中的VA量为25质量%以上且50质量%以下。如果基体聚合物(A)中的VA量小于25质量%,则基体聚合物(A)的极性变得过小,因此无法得到绝缘被覆层4的高阻燃性。另一方面,如果VA量超过50质量%,则基体聚合物(A)的极性变大,因此无法抑制阻燃树脂组合物I的结块。

基体聚合物(A)中的VA量可以通过具有VA的EVA(a1)与酸改性聚烯烃树脂(a2)的比率(质量比)进行适当变化。该比率为使基体聚合物(A)中的VA量变为25质量%以上且50质量%以下的比率即可。优选地,EVA(a1)与酸改性聚烯烃树脂(a2)的比率为70:30~99:1。即,相对于基体聚合物(A),EVA(a1)的含量为70质量%以上且99质量%以下,酸改性聚烯烃树脂(a2)的含量为1质量%以上且30质量%以下。

如果EVA(a1)的含量小于70质量%,则存在基体聚合物(A)的极性变小,绝缘被覆层4的耐燃料性降低的担忧。另一方面,如果EVA(a1)的含量超过99质量%,则存在由于基体聚合物(A)的极性变高而基体聚合物(A)的玻璃化转变温度变高,因此绝缘被覆层4的耐寒性降低的担忧。

如果酸改性聚烯烃树脂(a2)的含量小于1质量%,则存在无法得到酸改性聚烯烃树脂(a2)的效果,耐燃料性和耐寒性降低的担忧。另一方面,如果酸改性聚烯烃树脂(a2)的含量超过30质量%,则存在由于基体聚合物(A)与无卤阻燃剂的密合性变得过大,因此有绝缘被覆层4的机械特性降低的担忧。

在基体聚合物(A)中,可以含有除了EVA(a1)和酸改性聚烯烃树脂(a2)以外的其他聚合物。其他聚合物的含量为基体聚合物(A)的0质量%以上且10质量% 以下,优选为0质量%以上且5质量%以下。

(无卤阻燃剂)

作为无卤阻燃剂,可以使用金属氢氧化物等。金属氢氧化物是如下物质:在阻燃树脂组合物I被加热时分解而脱水,利用放出的水分使阻燃树脂组合物I的温度降低,从而抑制其燃烧。作为金属氢氧化物,可以使用例如氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙、以及它们中固溶有镍的金属氢氧化物。这些无卤阻燃剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。其中,优选使用氢氧化镁和氢氧化铝中的至少1种。这是因为,分解时的吸热量为1500~1600J/g,比氢氧化钙的吸热量(1000J/g)高。

对于无卤阻燃剂,从调整绝缘被覆层4的机械特性(抗拉强度与伸长的平衡)的观点考虑,优选利用硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂、硬脂酸等脂肪酸、硬脂酸盐等脂肪酸盐、硬脂酸钙等脂肪酸金属盐等进行了表面处理。

无卤阻燃剂的含量相对于基体聚合物(A)100质量份为100质量份以上且250质量份以下。如果含量小于100质量份,则无法得到绝缘被覆层4的高阻燃性。如果含量超过250质量份,则绝缘被覆层4的机械特性降低,伸长率降低。

(其他添加剂)

在阻燃树脂组合物I中,根据需要,可以含有其他添加剂。例如,在使绝缘被覆层4交联的情况下,含有交联剂、交联助剂即可。作为交联方法,可以举出对绝缘被覆层4照射电子射线、放射线等而进行交联的照射交联法;加热绝缘被覆层4而进行交联的化学交联法等。在照射交联法的情况下,使阻燃树脂组合物I含有交联助剂即可。作为交联助剂,可以使用例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPT)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC:注册商标)等。在化学交联法的情况下,使阻燃树脂组合物I含有交联剂即可。作为交联剂,可以使用例如1,3-双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化二异丙苯(DCP)等有机过氧化物。

此外,在阻燃树脂组合物I中,除了交联剂以外,还可以含有阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、软化剂、增塑剂、无机填充剂、相容剂、稳定剂、炭黑、着色剂等。可以在不损害阻燃树脂组合物I的特性的范围内含有它们。

予以说明的是,阻燃树脂组合物I可以通过一边将上述EVA(a1)、酸改性 聚烯烃(a2)、无卤阻燃剂和根据需要的其他添加剂混合、加热,一边混炼而得。混炼条件、各成分的添加顺序没有特别限制。此外,混炼可以使用混炼机、班伯里密炼机、单轴或双轴挤出机等进行。

(3)形成护套层的无卤阻燃树脂组合物

形成护套层5的无卤阻燃树脂组合物II(以下,简称为“阻燃树脂组合物II”)含有基体聚合物(B)和无卤阻燃剂。

(基体聚合物(B))

基体聚合物(B)包含直链状低密度聚乙烯(b1)(以下,简称为“LLDPE(b1)”)、熔体流动速率为100g/10min以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(b2)(以下,简称为“EVA(b2)”)和马来酸改性聚烯烃(b3)。

LLDPE(b1)为结晶性聚合物,提高护套层5的耐擦伤性、耐油性和耐燃料性。作为结晶性聚合物,除了LLDPE(b1)以外,存在例如聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)等,但它们存在以下问题。就聚丙烯而言,由于在电子射线下会分解,因此难以进行交联,从而无法充分得到护套层5的耐热性。就高密度聚乙烯而言,在大量含有无卤阻燃剂时,机械特性、特别是拉伸特性会变得不充分。就LDPE而言,存在分子量分布宽、结晶熔融温度低的倾向。予以说明的是,本实施方式中的LLDPE(b1)是JIS K 6899-1:2000中规定的物质。此外,耐油性表示对于IRM902的耐性,耐燃料性表示对于IRM903的耐性。

LLDPE(b1)的含量相对于基体聚合物(B)为60质量%以上且70质量%以下。如果小于60质量%,则护套层5的耐油性、耐燃料性和耐擦伤性变得不充分,如果超过70质量%,则在添加多于150质量份的无卤阻燃剂时,护套层5的低温特性和撕裂特性变得不充分。

EVA(b2)的熔体流动速率(MFR)为100g/10min以上,其用作蜡。即,EVA(b2)提高基体聚合物(B)和无卤阻燃剂的润滑性。在本实施方式中,由于阻燃树脂组合物II中含有大量的无卤阻燃剂,因此存在护套层5的撕裂性变得不充分,进一步,低温时的拉伸特性(以下,称为“低温特性”)降低的担忧。但是,由于利用EVA(b2)能够提高阻燃树脂组合物II的润滑性,因此能够抑制、改善由大量无卤阻燃剂导致的撕裂性、低温特性的降低。如果MFR小于100g/10min, 则无法得到EVA(b2)作为蜡的效果,从而护套层5的撕裂性、低温特性会降低。予以说明的是,熔体流动速率是根据JIS K 7210,在190℃、2.16kg载荷的条件下测定的数值。

进一步,EVA(b2)通过提高基体聚合物(B)的极性,从而能够提高基体聚合物(B)与例如抗氧化剂等具有极性的配合剂的亲和性。由此,能够抑制护套层5中所含有的配合剂的起霜(bloom)。

EVA(b2)的含量相对于基体聚合物(B)为10质量%以上。优选为10质量%以上且30质量%以下。如果EVA(b2)的含量小于10质量%,则无法得到由EVA(b2)带来的效果。

马来酸改性聚烯烃(b3)是马来酸酐接枝于聚烯烃而成的物质、或者聚烯烃与马来酸酐的共聚物。马来酸改性聚烯烃(b3)提高基体聚合物(B)与无卤阻燃剂的密合性,提高护套层5的低温特性。

作为马来酸改性聚烯烃(b3)的聚烯烃材料,可以使用天然橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、乙烯-α-烯烃共聚物、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶、氨基甲酸酯橡胶、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯等。其中,优选为乙丙橡胶、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物。

马来酸改性聚烯烃(b3)的含量相对于基体聚合物(B)为10质量%以上且20质量%以下。如果含量小于10质量%,则无法得到由马来酸改性聚烯烃(b3)带来的效果,如果超过20质量%,则基体聚合物(B)与无卤阻燃剂的密合性变得过大,从而护套层5的初期拉伸特性、特别是断裂伸长率会降低。

除了LLDPE(b1)、EVA(b2)和马来酸改性聚烯烃(b3)以外的聚合物,基体聚合物(B)可以含有例如乙烯-α-烯烃共聚物等。

(无卤阻燃剂)

作为无卤阻燃剂,可以使用上述金属氢氧化物。无卤阻燃剂的含量相对于基体聚合物(B)100质量份为150质量份以上且220质量份以下。如果小于150质量份,则无法得到护套层5的高阻燃性。如果含量超过220质量份,则护套层5的初期拉伸特性会降低。

(其他添加剂)

在阻燃树脂组合物II中,根据需要优选添加如下添加剂:抗氧化剂、硅烷偶联剂、阻燃剂/阻燃助剂(例如,羟基锡酸盐、硼酸钙、聚磷酸铵/红磷/磷酸酯等磷系阻燃剂、聚硅氧烷等有机硅系阻燃剂、三聚氰胺氰脲酸盐、氰脲酸衍生物等氮系阻燃剂、硼酸锌等硼酸化合物、钼化合物等)、交联剂、交联助剂、交联促进剂、润滑剂、表面活性剂、软化剂、增塑剂、无机填充剂、炭黑、相容剂、稳定剂、金属螯合剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、着色剂等。

予以说明的是,在利用电子射线将阻燃树脂组合物II进行交联的情况下,电子射线的照射量优选为70~90kGy。如果小于70kGy,则有时交联会不充分,如果超过90kGy,则有时交联过度,护套层5的初期拉伸特性变得不充分。另外,在仅发挥耐擦伤性时,可以采用除了电子射线照射以外的其他交联方法。

<本发明的一个实施方式的效果>

本实施方式发挥以下所示的一个或多个效果。

(a)根据本实施方式,绝缘被覆层4由含有基体聚合物(A)的阻燃树脂组合物I形成,所述基体聚合物(A)包含含有熔点为70℃以上的EVA的EVA(a1)和酸改性聚烯烃树脂(a2),并且基体聚合物(A)中的VA量为50质量%以下。熔点为70℃以上的EVA的结晶性高,燃料等难以进入分子间,因此耐燃料性优异。将基体聚合物(A)中的VA量设为50质量%以下,从而耐燃料性降低,但通过使用熔点为70℃以上的EVA,能够弥补耐燃料性的降低。因此,可以形成耐燃料性优异、即使与燃料接触也难以劣化的绝缘被覆层4。

(b)根据本实施方式,基体聚合物(A)中的VA量设为25质量%以上。由此,能够使基体聚合物(A)的极性变大,提高绝缘被覆层4的阻燃性。

(c)根据本实施方式,基体聚合物(A)中的VA量设为50质量%以上。由此,能够使基体聚合物(A)的极性变小,抑制阻燃树脂组合物I的结块。此外,通过使用熔点为70℃以上、结晶性高的EVA作为EVA(a1),可以进一步抑制阻燃树脂组合物I的结块。这样的阻燃树脂组合物I即使在加工成颗粒状的情况下,也难以结块,因此操作性优异。因此,通过使用阻燃树脂组合物I,能够生产性良好地形成绝缘被覆层4。

(d)根据本实施方式,无卤阻燃剂的含量相对于基体聚合物(A)100质量份设为100质量份以上且250质量份以下。由此,能够不损害绝缘被覆层4的机 械强度(抗拉强度和伸长),提高阻燃性。

(e)根据本实施方式,基体聚合物(A)含有玻璃化转变温度为-55℃以下的酸改性聚烯烃树脂(a2)。由此,能够使基体聚合物(A)的玻璃化转变温度降低,提高绝缘被覆层4的耐寒性。

(f)根据本实施方式,EVA(a1)与酸改性聚烯烃树脂(a2)的比率设为70:30~99:1。由此,能够不使绝缘被覆层4的机械特性降低,平衡良好地提高耐燃料性和耐寒性。

(g)根据本实施方式,熔点为70℃以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔体流动速率为6g/10min以上。由此,能够提高使阻燃树脂组合物I熔融时的流动性(熔融流动性),因此能够生产性良好地形成绝缘被覆层4。

(h)根据本实施方式,绝缘被覆层4不包含卤素,因此燃烧时不产生卤素气体。

(i)根据本实施方式,护套层5由含有包含60~70质量%的LLDPE(b1)的基体聚合物(B)的阻燃树脂组合物II形成。由于LLDPE(b1)为结晶性聚合物,因此通过使用LLDPE(b1),能够形成耐擦伤性、耐油性和耐燃料性优异的护套层5。

(j)根据本实施方式,基体聚合物(B)中含有10质量%以上的MFR为100g/10min以上的EVA(b2)。由于EVA(b2)能够提高基体聚合物(B)与无卤阻燃剂的润滑性,因此能够提高护套层5的撕裂性和低温特性。

(k)此外,由于EVA(b2)能够提高基体聚合物(B)的极性,从而提高与抗氧化剂等具有极性的配合剂的亲和性,因此能够抑制配合剂从护套层5起霜。

(l)根据本实施方式,基体聚合物(B)中含有10~20质量%的马来酸改性聚烯烃(b3)。马来酸改性聚烯烃(b3)能够提高基体聚合物(B)与无卤阻燃剂的密合性,从而提高护套层5的低温特性。

(m)根据本实施方式,由于护套层5不包含卤素,因此燃烧时不产生卤素气体。

(n)本实施方式的电缆10具备具有效果(a)~(h)的绝缘被覆层4和具有效果(i)~(m)的护套层5。因此,电缆10的各特性优异,例如,能够用作铁路车辆等的布线。

<本发明的其他实施方式>

以上,具体地说明了本发明的一个实施方式,但本发明不限定于上述实施方式,在不背离其主旨的范围内能够进行适当的变更。

在上述实施方式中,对于由单层结构构成绝缘被覆层4的情况进行了说明,但绝缘被覆层4可以由多层结构构成。在由多层结构构成绝缘被覆层4的情况下,将上述无卤树脂组合物形成为最外层,最外层以外由聚烯烃树脂或橡胶材料形成即可。

作为聚烯烃树脂,可以使用例如低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、马来酸酐聚烯烃等。这些聚烯烃树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

作为橡胶材料,可以使用例如乙烯-丙烯共聚物橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氢化NBR(HNBR)、丙烯酸橡胶、乙烯-丙烯酸酯共聚物橡胶、乙烯辛烯共聚物橡胶(EOR)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物橡胶、乙烯-1-丁烯共聚物橡胶(EBR)、丁二烯-苯乙烯共聚物橡胶(SBR)、异丁烯-异戊二烯共聚物橡胶(IIR)、具有聚苯乙烯嵌段的嵌段共聚物橡胶、氨基甲酸酯橡胶、磷腈橡胶等。这些橡胶材料可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

此外,在上述实施方式中,对于由单层结构构成护套层5的情况进行了说明,但与绝缘被覆层同样地,护套层5也可以由多层结构构成。在由多层结构构成护套层5的情况下,具有阻燃性的无卤树脂组合物形成为最外层,最外层以外由上述聚烯烃树脂形成即可。

此外,在电缆10中,可以设置成在绝缘被覆层4与护套层5之间隔着隔离物(图示省略)、编织层(图示省略)等。

实施例

接着,对于本发明,使用实施例进一步具体说明。予以说明的是,本发明不限于以下实施例。

形成绝缘被覆层的无卤阻燃树脂组合物I中所使用的材料如下。

作为EVA(a1),使用以下物质。

·EVA(Tm:89℃,MFR:15g/10min,VA量:14质量%):三井Dupont Polychemicals株式会社制“EVAFLEX EV550”

·EVA(Tm:72℃,MFR:6g/10min,VA量:28质量%):三井Dupont Polychemicals株式会社制“EVAFLEX EV260”

·EVA(Tm:62℃,MFR:1g/10min,VA量:33质量%):三井Dupont Polychemicals株式会社制“EVAFLEX EV170”

·EVA(Tm:小于70℃,MFR:100g/10min,VA量:46质量%):三井Dupont Polychemicals株式会社制“EVAFLEX EV45X”

·EVA(Tm:小于70℃,MFR:2.5g/10min,VA量:46质量%):三井Dupont Polychemicals株式会社制“EVAFLEX EV45LX”

·EVA(Tm:小于70℃,MFR:5.1g/10min,VA量:80质量%):LANXESS株式会社制“LEVAPREN800”

作为酸改性聚烯烃(a2),使用以下物质。

·酸改性聚烯烃(Tm:70℃,Tg:-55℃以下):三井化学株式会社制“TAFMER MA8510”

·酸改性聚烯烃(Tm:66℃,Tg:-50℃以下):Arkema株式会社制“OREVAC G 18211”

作为无卤阻燃剂,使用以下物质。

·氢氧化镁(硅烷处理):Albemarle株式会社制“MAGNIFIN H10A”

·氢氧化镁(脂肪酸处理):Albemarle株式会社制“MAGNIFIN H10C”

·氢氧化铝(硅烷处理):日本轻金属株式会社制“BF013STV”

·氢氧化铝(脂肪酸处理):昭和电工株式会社制“HIGILITE H42S”

作为其他添加剂,使用以下物质。

·三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(交联助剂):新中村化学工业株式会社制“TMPT”

形成护套层的无卤阻燃树脂组合物II中所使用的材料如下。

作为LLDPE(b1),使用以下物质。

直链状低密度聚乙烯(b1)(LLDPE,MFR:1.0g/10min,密度0.915):Prime Polymer株式会社制“EVOLUE SP1510”

作为EVA(b2),使用以下物质。

·EVA(Tm:小于70℃,MFR:100g/10min,VA量:46质量%):三井Dupont Polychemicals株式会社制“EVAFLEX EV45X”

·EVA(Tm:小于70℃,MFR:2.5g/10min,VA量:46质量%):三井Dupont Polychemicals株式会社制“EVAFLEX EV45LX”

作为马来酸改性聚烯烃(b3),使用以下物质。

马来酸改性聚烯烃:三井化学株式会社制“TAFMER MH5040”

作为其他聚合物,使用高密度聚乙烯(HDPE)。

作为其他添加剂,使用以下物质。

·氢氧化镁:神岛化学株式会社制“MAGUSHIZU S4”

·FT碳

·复合型抗氧化剂:ADEKA株式会社制“AO-18”

·酚系抗氧化剂:BASF株式会社制“IRGANOX 1010”

·硬脂酸锌

(1)绝缘被覆层用颗粒的调制

首先,如表1所示那样配合各种成分,利用加压捏合机以开始温度40℃、结束温度200℃进行混炼,调整绝缘被覆层用无卤阻燃树脂组合物I。之后,通过将阻燃树脂组合物I进行颗粒化,分别调制实施例1~6和比较例1~8的绝缘被覆层用颗粒。

[表1]

(2)护套用颗粒的调制

此外,如表2所示那样配合各种成分,利用加压捏合机以开始温度40℃、结束温度200℃进行混炼,调整护套用无卤阻燃树脂组合物II。之后,通过将 无卤阻燃树脂组合物II进行颗粒化,分别调制实施例1~6和比较例1~8的护套用颗粒。

[表2]

(3)电缆的制作

其次,将绝缘被覆层用颗粒投入65mm挤出机,以150℃加热、熔融。接着,将熔融的绝缘被覆层用无卤阻燃树脂组合物I以外径成为1.4mm的方式从挤出机挤出于导体的外周上,形成绝缘被覆层。之后,对绝缘被覆层照射10Mrad的电子射线进行交联,从而制作实施例1~6和比较例1~8的绝缘电线。予以说明的是,在本实施例中,使用将19根直径0.18mm的导体捻合而成的捻合导体作为导体。

其次,将护套用颗粒投入90mm挤出机,以120℃加热、熔融。接着,将熔融的护套用无卤阻燃树脂组合物II以外径成为4.4mm的方式从挤出机挤出于将上述2根绝缘电线捻合而成的2芯捻线的外周上,形成护套。之后,对护套照射4Mrad的电子射线进行交联,制作实施例1~6和比较例1~8的电缆。

(4)评价方法

对于绝缘被覆层用颗粒和绝缘被覆层、以及护套,利用如下所示方法进行评价。

(4)-1绝缘被覆层用颗粒和绝缘被覆层的评价

(常温保存性)

对于绝缘被覆层用颗粒,为了评价耐结块性,以常温进行保管,评价是否发生结块。具体而言,将20kg绝缘被覆层用颗粒装袋于420mm×820mm的纸袋,将2个纸袋叠放在40℃的恒温槽内,保管240小时。之后,将颗粒在器皿中散开,确认颗粒是否结块。不发生结块则设为“○”,发生结块则设为“×”。

(机械特性)

对于从制作的绝缘电线去除导体而得的绝缘被覆层,基于EN60811-1-1进行拉伸试验,评价机械特性。将抗拉强度为10MPa以上,并且伸长为125%以上设为目标,目标值以上则设为“○”,小于目标值则设为“×”。

(耐燃料性)

对于从制作的绝缘电线去除导体而得的绝缘被覆层,基于EN60811-1-3进行耐燃料试验,评价耐燃料性。具体而言,将绝缘被覆层浸渍于耐燃料试验用油IRM903,在70℃的恒温槽中加热168小时,在室温下放置16小时后,对油浸渍后的绝缘被覆层实施拉伸试验。并且,对于绝缘被覆层,测定油浸渍后 的抗拉强度相对于初期(油浸渍前)的抗拉强度的抗拉强度残率和油浸渍后的伸长率相对于初期的伸长率的伸长残率。抗拉强度残率为70%以上则设为“○”,小于70则设为“×”。此外,伸长残率为60%以上则设为“○”,小于60%则设为“×”。

(耐寒性)

为了评价绝缘被覆层的耐寒性,对于制作的绝缘电线,基于EN60811-1-48.1,在-40℃进行弯曲试验。并且,利用弯曲试验,绝缘被覆层不发生开裂则设为“○”,发生开裂则设为“×”。

(阻燃性)

为了评价绝缘被覆层的阻燃性,对于制作的绝缘电线,基于EN60332-1-2进行垂直燃烧试验。并且,在绝缘被覆层的燃烧熄灭后,上部支撑材的下端部与碳化开始点的距离为50mm以上则设为“○”,小于50mm则设为“×”。

(4)-2护套的评价

(机械特性)

对于从电缆剥取而得的护套,利用JISK6251所记载的方法进行拉伸试验。具体而言,利用6号哑铃冲压剥取的护套而制作试验样品,利用拉伸试验机以200mm/min的速度拉伸试验样品,测定初期抗拉强度和初期拉伸伸长。初期抗拉强度为10MPa以上并且初期拉伸伸长为150%以上则设为“○”,小于该数值则设为“×”。

(耐油试验)

利用6号哑铃冲压从电缆剥取的护套而制作试验样品,将该试验样品在100℃的IRM902中浸渍72小时。利用拉伸试验机以200mm/min的速度拉伸浸渍后的试验样品,测定抗拉强度和断裂伸长率。根据初期(浸渍前)的拉伸试验结果,抗拉强度残率为70%~130%并且断裂伸长残率为60%~140%的范围则设为“○”,不为该范围则设为“×”。

(耐燃料性)

利用6号哑铃冲压从电缆剥取的护套而制作试验样品,将该试验样品在70℃的IRM903中浸渍168小时。利用拉伸试验机以200mm/min的速度拉伸浸渍后的试验样品,测定抗拉强度和断裂伸长。根据初期(浸渍前)的拉伸试验 结果,抗拉强度残率为70%~130%并且断裂伸长残率为60%~140%的范围则设为“○”,不为该范围则设为“×”。

(低温特性)

将电缆在-40℃的环境下放置16小时后,在该环境下将电缆缠绕于其外径10倍的心轴6次,护套不产生裂纹则设为“○”,产生裂纹则设为“×”。

(耐擦伤性)

对于电缆,进行基于EN50305-5.6的动态切开(dynamic cut through)试验,判断是否合格(○×评价)。

(撕裂性)

利用6英寸开炼机混炼实施例和比较例的护套用颗粒,在180℃加压3分钟而制作厚度1mm的片,对制作的片照射电子射线70kGy进行交联。对于该片,实施JISC3315-6.12所记载的撕裂试验,撕裂强度为250N/cm以上,伸长为15mm以上则设为“○”,不这样则设为“×”。

(阻燃性)

对于电缆,进行基于EN60332-1-2的垂直燃烧试验,判断是否合格(○×评价)。

(起霜)

利用铝箔包裹电缆,在80℃的气氛下放置2周,之后,目测判断护套是否发生起霜,不发生起霜则设为“○”,发生起霜则设为“×”。

(4)-3综合评价

作为综合评价,对于绝缘被覆层和护套层的评价均为○时设为“○”,对于绝缘被覆层和护套层的评价中的任一评价为×时设为“×”。

(5)评价结果

将评价结果示于以下表3。

[表3]

如表3所示,在实施例1~6中,确认了绝缘被覆层用颗粒的常温保存性(耐结块性)优异,由其形成的绝缘被覆层各特性均优异。此外,确认了护套层各特性也均优异。即,实施例1~6的综合结果为○。

对于比较例1,如表1所示,确认了由于使绝缘被覆层的基体聚合物(A)中的VA量小于25质量%,因此绝缘被覆层的阻燃性低。此外,如表2所示,确认了由于护套层的基体聚合物(B)未使用LLDPE(b1)而使用HDPE,因此护套层的初期拉伸伸长小于150%。

对于比较例2,确认了由于绝缘被覆层用颗粒不含有熔点为70℃以上的EVA并且基体聚合物(A)中的VA量多于50质量%,因此常温保存性(耐结块性)低,发生结块。确认了由于护套层的LLDPE(b1)的比例为50质量%,小于60质量%,因此耐油性、耐燃料性和耐擦伤性不充分。

对于比较例3,确认了由于绝缘被覆层所含的酸改性聚烯烃树脂(a2)的质量比为35,大于30,因此绝缘被覆层的伸长小,机械特性差。此外,确认了由于护套层所含的LLDPE(b1)的比例为80质量%,过高,因此护套层的伸长不充分。

对于比较例4,确认了由于绝缘被覆层不含有酸改性聚烯烃树脂(a2),因此绝缘被覆层的耐燃料性低。此外,确认了耐寒试验中,绝缘被覆层开裂,绝缘被覆层的耐寒性低。确认了由于护套层中EVA(b2)的含量少,因此初期伸长和撕裂性小,而且发生起霜。

对于比较例5,确认了由于绝缘被覆层所含的无卤阻燃剂的含量低至90质量份,因此绝缘被覆层的阻燃性低。确认了护套层中马来酸改性聚烯烃(b3)的比例低,因此低温特性不充分,发生开裂(裂纹)。

对于比较例6,确认了由于绝缘被覆层所含的无卤阻燃剂的含量多达260质量份,因此绝缘被覆层的阻燃性高,但伸长小。确认了由于护套层使用MFR小于100g/10min的物质作为EVA(b2),因此无法得到EVA作为蜡的效果,从而护套层的撕裂性不充分。

对于比较例7,确认了由于使用玻璃化转变温度高于-55℃的物质作为酸改性聚烯烃(a2),因此绝缘被覆层的耐寒性低。此外,确认了由于护套层中无卤阻燃剂的含量低至140质量份,因此阻燃性低。

对于比较例8,确认了虽然将基体聚合物(A)中的VA量设为25质量%以上且50质量%以下,但不含有熔点为70℃以上的EVA,因此常温保存性和耐燃料性低。确认了由于护套中的无卤阻燃剂的含量为230质量份,过多,因此 初期伸长低。

<本发明的优选方式>

以下,对于本发明的优选方式进行附记。

[附记1]

根据本发明的一个方式,提供一种电缆,其具备:

导体、

设置于所述导体的外周上的绝缘被覆层、和

设置于所述绝缘被覆层的外周上的外被层,

所述绝缘被覆层由无卤阻燃树脂组合物形成,所述无卤阻燃树脂组合物含有100质量份的基体聚合物(A)和100质量份以上且250质量份以下的无卤阻燃剂,所述基体聚合物(A)包含70质量%以上且99质量%以下的包含熔点为70℃以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(a1)和1质量%以上且30质量%以下的玻璃化转变温度为-55℃以下的酸改性聚烯烃树脂(a2),并且所述基体聚合物(A)含有25质量%以上且50质量%以下的来源于所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(a1)的乙酸乙烯酯成分,

所述外被层由无卤阻燃树脂组合物形成,所述无卤阻燃树脂组合物含有100质量份的基体聚合物(B)和150质量份以上且220质量份以下的无卤阻燃剂,所述基体聚合物(B)包含60质量%以上且70质量%以下的直链状低密度聚乙烯(b1)、10质量%以上的熔体流动速率为100g/10min以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(b2)和10质量%以上且20质量%以下的马来酸改性聚烯烃(b3)。

[附记2]

附记1所述的电缆,优选的是,

所述熔点为70℃以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔体流动速率为6g/10min以上。

[附记3]

附记1或2所述的电缆,优选的是,

所述无卤阻燃剂为金属氢氧化物。

[附记4]

附记1~3中任一项所述的电缆,优选的是,

所述无卤阻燃剂被硅烷处理或脂肪酸处理。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1