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JPH059347A - 難燃剤組成物 - Google Patents

難燃剤組成物

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Publication number
JPH059347A
JPH059347A JP34974191A JP34974191A JPH059347A JP H059347 A JPH059347 A JP H059347A JP 34974191 A JP34974191 A JP 34974191A JP 34974191 A JP34974191 A JP 34974191A JP H059347 A JPH059347 A JP H059347A
Authority
JP
Japan
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composition
ethylene
unsaturated
weight percent
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP34974191A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael J Keogh
マイケル・ジヨン・キーオー
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.)
Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Original Assignee
Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC filed Critical Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Publication of JPH059347A publication Critical patent/JPH059347A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 下記を含む組成物：（ａ）エチレンのホモポ
リマー又はエチレンと１種以上のアルファオレフィン及
び／又は不飽和エステルとのコポリマー（前記のポリマ
ーは、不飽和二酸無水物を介してそれに結合した約１〜
３０重量パーセントの１種以上のポリアミド、ポリエス
テル及び／又はポリウレタンを有し、重量パーセントは
組成物（ａ）の重量に基づいている）；及び （ｂ）金属水和物難燃剤化合物、特に水酸化マグネシウ
ム。 【効果】 本難燃剤組成物は、耐燃性、変形抵抗性、引
張り強さ、伸び率及び低温性能のすべてにおいて優れて
いる。これらの特徴は、高圧及び上昇ケーブルにおいて
だけでなく、一般に、ワイヤー及びケーブルにおいて好
都合である。この組成物は、ファイバー光学応用におけ
るガラス芯の被覆などの電気導線又は伝達媒体の被覆材
料の製造において有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エチレンコポリマー
及び水酸化マグネシウム充填剤を含む難燃剤組成物に関
係する。この組成物は、特に、高圧及び上昇ケーブルに
おいて有用である。
【０００２】
【従来の技術】高圧及び上昇ケーブルは、例えば、高層
ビルディングの換気に用いるために管を通して力を運ぶ
ために用いられる。これらの管の中で発生する火災はそ
れ自体において危険であるが、そのような大火は、火災
から生じた煙及び他のガスが管を通って、ビル中、火炎
から全く離れた部分にすら運ばれるので、特に、油断が
ならない。幾つかの場合、無色無臭のガスが、疑うこと
なく人が泊っている寝室を襲うことがあり得る。
【０００３】高圧及び上昇管において用いるケーブル
は、典型的に、高分子材料で断熱された金属伝導体で組
み立てられる。これらの要素は、一般に、ねじれて芯を
形成し、且つ、他の高分子の外装又はジャケット材料で
保護されている。ある場合には、追加の保護を、ラップ
を芯と外装との間に挿入することにより与える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】熱可塑性の水和充填剤
難燃剤ポリオレフィンが、普通、この種の応用に用いら
れる。しかしながら、これらの組成物は、しばしば、そ
れらの変形抵抗性において不都合である。求める耐燃性
を得るための高レベルの水和充填剤の添加に必要とされ
る樹脂は、一般に、低い結晶融点を有し、それ故、非常
に低い弾性率、即ち、低い変形抵抗性を、適当な温度に
おいてすら有する。変形抵抗性は、ポリオレフィンに、
ポリアミド、ポリエステル及びポリウレタン等の高融点
樹脂を混ぜることにより改良することが出来る。このア
プローチは、不幸にも、他の特性領域、例えば、引っ張
り強さ、伸び率及び低温性能（難燃性ワイヤー及びケー
ブルの応用で非常に重要と考えられる特性）において困
難な結果を有する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】それ故、この発明の目的
は、難燃剤組成物を提供することであり、それは、前述
の５つのカテゴリー、即ち、耐燃性、変形抵抗性、引張
り強さ、伸び率及び低温性能のすべてにおいて優れてい
る。これらの特徴は、高圧ケーブルにおいてだけでな
く、一般に、ワイヤー及びケーブルにおいて好都合であ
る。
【０００６】他の目的及び利点は、以下で明らかとなろ
う。この発明により、上記の目的に適合する１つの組成
物を発見した。その組成物は、下記を含む： （ａ）エチレンのホモポリマー又はエチレンと１種以上
のアルファオレフィン及び／又は不飽和エステルとのコ
ポリマー（前記のポリマーは、不飽和二酸の無水物を介
して、そこへ結合する約１〜３０重量％の１種以上のポ
リアミド、ポリエステル及び／又はポリウレタンを有
し、各々は少なくとも１つの官能基を有し、それは無水
物と反応する。重量パーセントは、組成物（ａ）の重量
に基づいている）；及び （ｂ）金属水和物難燃剤化合物。
【０００７】本発明において有用なエチレンコポリマー
は、ワイヤー及びケーブルでの適用において、被覆及び
／又は断熱材料として、従来から用いられている。コモ
ノマーは、３〜１２炭素原子、好ましくは３〜８炭素原
子を有するアルファオレフィン、及び４〜２０炭素原
子、好ましくは４〜１２炭素原子を有する不飽和エステ
ルを含んで良い。
【０００８】コモノマーの例は、プロピレン、１−ブテ
ン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オ
クテン、酢酸ビニル、エチルアクリレート、メチルアク
リレート、メチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレ
ート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレ
ート、２−エチルヘキシルアクリレート、及び他のアル
キルアクリレートである。１，４−ペンタジエン、１，
３−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、１，４−オ
クタジエン、及びエチリデンノルボルネン等のジオレフ
ィンも又、通常、コポリマーに含まれ得て、ターポリマ
ー、テトラマー等を与える。
【０００９】エチレンはコポリマー中に主要な割合で存
在し、コポリマー中に約５０〜９９重量％の量で存在し
て良く、アルファオレフィン又は不飽和エステルは約１
〜５０重量％の量で存在して良く、及び、ジオレフィン
は、用いるならば、約０．５〜５重量％の量で存在して
良い（すべてのパーセンテージはコポリマーの全重量に
基づくものである）。
【００１０】この明細書で参照するエチレンのホモポリ
マー及びコポリマーは、（好ましくは）ハロゲン化され
ていなくて良い（しかしながら、それらは、従来の方法
で、一般に、塩素又は臭素でハロゲン化されていて良
い）。エチレンの高圧ホモポリマー、並びに、加水分解
可能なシラングラフトを主鎖に有するエチレンのホモポ
リマー又はコポリマー及び加水分解可能なシランをコモ
ノマーの１種として持つエチレンのコポリマーも又、こ
の発明において利用することが出来る。
【００１１】４〜２０炭素原子、好ましくは４〜１０炭
素原子を有する不飽和脂肪族二酸無水物は、結合試薬
（即ち、エチレンベースのポリマーをポリアミド、ポリ
エステル又はポリウレタンに結合する試薬）として用い
得る。この発明に有用な無水物の例は、無水マレイン
酸、無水イタコン酸、及びナド酸無水物である。好まし
い無水物は、無水マレイン酸である。過剰の無水物は
（結合後に存在しているならば）約２００〜２５０℃の
範囲の温度において液化することにより除去することが
出来る。
【００１２】この結合は、有機過酸化物触媒、即ち、フ
リーラジカル発生剤［ジクミルペルオキシド；過酸化ラ
ウロイル；過酸化ベンゾイル；ｔ−ブチル過安息香酸エ
ステル；ジ（ｔ−ブチル）ペルオキシド；クメンヒドロ
ペルオキシド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブ
チルペルオキシ）ヘキサン；ｔ−ブチルヒドロペルオキ
シド；イソプロピルペルカーボネート；及びα、α’−
ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼ
ン］を用いることにより達成される。
【００１３】この組成物中の成分の割合は、エチレンホ
モポリマー又はコポリマー成分１００部に基づいて、重
量部で、およそ下記の通りである： 成分 広い範囲 参照範囲 無水物 ０．０５〜１０ ０．１〜５ 全ポリアミド、 ポリエステル、及び／又は １〜３０ １ 〜 １５ ポリウレタン 有機過酸化物 ０．０５〜５ ０．１０〜１ 抗酸化剤 ０．０１〜１ ０．１〜０．５
【００１４】結合温度は、約１００〜３００℃、好まし
くは約１５０〜２００℃の範囲であって良い。
【００１５】ポリエチレンに結合しているポリマーはポ
リアミド、ポリエステル、又はポリウレタンであって良
い。これらのポリマーの２種以上の混合物を用いること
が出来る。ポリアミド、特に、ナイロンが好ましい。こ
れらのポリマーのすべては、従来の縮合ポリマーであ
り、類似の方法により製造される。典型的なポリアミド
の製造方法はジアミンと二塩基酸との反応、酸塩化物又
は無水物とアミンとの反応、及びジエステルのジアミン
によるアミノリシスを含む。酸無水物とジオールとの反
応は、ポリエステル樹脂を形成するものが典型的であ
る。テトラメチレングリコールとヘキサメチレンイソシ
アネートとの反応は、アジピン酸部分に２個の付加的酸
素があるということにおいてのみナイロンと異なるポリ
ウレタン構造を生じる。一般に、熱可塑性エラストマー
及び工学的プラスチックとして参照されるこれらのポリ
マーの一層完全な記述は、Stille, Introduction to Po
lymerChemistry, John Wiley and Sons, New York, 196
2年、87-114 頁、特に、87-97頁及び100-102 頁に見出し
得る。
【００１６】反応性アミン末端基を含むポリアミド及び
アミドコポリマー、反応性基として水酸基を含むポリエ
ステル及びエステルコポリマー、及び水酸基又は他の無
水物反応性官能価を含むポリウレタン及びウレタンコポ
リマーはこの発明において有用である。例は、ナイロン
６；１０；１１；１２；６，６；６，１０；６，１１；
６，１２；ブチレン／ポリ（アルキレンエーテル）フタ
レート；熱可塑性ポリウレタンに基づくポリエステル及
びポリエーテル；及びPlastic Technology, Mid-July 1
990, 1990-1991 Manufacturing Handbook and Buyers G
uideの611-616、782、784、及び 793頁において、ナイロン
又はＰＥＢＡＸポリアミド、ＨＹＴＲＥＬポリエステ
ル、及びＥＳＴＡＮＥポリウレタンの名称で挙げられた
ものがある。
【００１７】結合の成就において、成分の追加の順序
は、ポリアミド、ポリエステル及びポリウレタンがこの
方法に関係する３種の物質の最後に溶かすものであるの
で重要でない。
【００１８】金属水和物難燃剤化合物は、水酸化マグネ
シウム及び水酸化アルミニウム等の従来から用いられた
もののいずれかであって良い。特に好ましい水酸化マグ
ネシウム及びその製造方法は、米国特許第４，０９８，
７６２号に記載されている。この水酸化マグネシウムの
好ましい特性は、（ａ）＜１０１＞方向における３．０
×１０-3を越えない歪、（ｂ）＜１０１＞における８０
０オングストロームを越える結晶子サイズ、及び（ｃ）
２０平方メートル／グラムより少ない表面積（ＢＥＴ法
により測定）である。
【００１９】この組成物中で用いる金属水和物の量は、
エチレンポリマー１００重量部当り金属水和物約３０〜
３００重量部の範囲であり、好ましくは、金属水和物約
１００〜２５０重量部の範囲である。
【００２０】金属水和物は、好ましくは、約８〜２４炭
素原子を、好ましくは、約１２〜１８炭素原子を有する
飽和又は不飽和カルボン酸又はそれらの金属塩で表面処
理する。所望であれば、これらの酸及び／又は塩を用い
ることが出来る。適当なカルボン酸の例は、オレイン
酸、ステアリン酸、パルミチン酸、イソステアリン酸、
及びラウリン酸であり、これらの酸の塩を形成するため
に用い得る金属の例は、亜鉛、アルミニウム、カルシウ
ム、マグネシウム、及びバリウムであり、そして、塩自
体の例は、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜
鉛、パルミチン酸カルシウム、オレイン酸マグネシウ
ム、及びステアリン酸アルミニウムである。酸又は塩の
量は、金属水和物１００部当り約０．１〜５部の酸及び
／又は塩の範囲であって良く、好ましくは、金属水和物
１００部当り約０．２５〜３部である。表面処理は、米
国特許第４，２５５，３０３号に記載されている。表面
処理を用いずに同程度の量で酸又は塩を単に組成物に加
えても良いが、これは好ましくない。
【００２１】この発明の組成物は、ファイバー光学応用
におけるガラス芯の被覆などの電気導線又は伝達媒体の
被覆材料の製造において有用である。
【００２２】好ましくは、赤リンをこの組成物に加えて
耐燃性を改良する。赤リンの量は、エチレンポリマー１
００重量部当たり約０．５〜１０重量部の範囲であって
良く、好ましくは、約１〜８重量部である。
【００２３】従来の添加剤を従来の量でこの発明の組成
物に加えて良い。有用な添加剤は、抗酸化剤、紫外線吸
収剤、帯電防止剤、顔料、染料、スリップ剤、可塑剤、
加工助剤、潤滑剤、安定剤、防煙剤、粘度調節剤、加硫
剤、架橋剤、及び架橋補助剤である。
【００２４】抗酸化剤の例は、テトラキス［メチレン
（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシン
ナメート）］メタン及びチオジエチレンビス（３，５−
ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ）ヒドロシンナメート
等のヒンダードフェノール、トリス（２，４−ジ−ｔ−
ブチルフェニル）ホスフィット及びジ−ｔ−ブチルフェ
ニルホスホナイト等の亜リン酸塩及びホスホナイト（ph
osphonites）、重合した２，２，４−トリメチル−１，
２−ジヒドロキノリン等の種々のアミン、及びシリカで
ある。テトラキスメタン化合物は好ましい。抗酸化剤
は、エチレンコポリマー１００重量部当たり約１〜５重
量部の量で用いて良い。
【００２５】この明細書中で参照する特許及び刊行物
は、参考として本明細書に援用する。
【００２６】この発明を下記の実施例により説明する。
【００２７】
【実施例】実施例１〜１４ Brabender ミキサーを１３０℃に加熱し、表Ｉに示した
組成物を加える。ポリオレフィン樹脂の流れに続いて、
温度を、５分より長い加熱と混合の組合せにより２２５
℃に上げる。その物質の熱を放出させ、冷却し、そして
Wiley ミルで破砕する。各組成物の一部を、極限酸素指
数（ＬＯＩ）の試験手順に必要な試験検体（即ち、ASTM
-D 2863-70）に加工し、その試験手順を実施する。米国
特許第４，４４６，２７９号も参照。極限酸素指数は耐
燃性を決定し且つ定量する。ＬＯＩ数が高いほど、耐燃
性即ち難燃性が大きく且つ煙及び他の有害なガスの放出
が少ない。試験検体は又、他の試験用にも調製し、それ
は、引張り強さ、引張り伸び、低温脆弱性、及び変形パ
ーセントを含む。
【００２８】表ＩＩ及びＩＩＩの材料は、初めに、Brab
ender ミキサーを１５０℃に加熱し、次ぎに、表Ｉの混
合物を表ＩＩ、ＩＩＩの組成物に加えることにより製造
する。加熱と混合の組合せにより、温度を２２０℃に上
げ、熱放出の前に５分間維持する。平らにプレスし冷却
した後、生成物をWiley ミルで破砕し、次いで、上述の
ようにして試験検体を調製する。
【００２９】変量及び結果を下記の表に示す。成分の量
は重量部で与えられている。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】表の注釈： １．ポリエチレンはエチレンと１−ブテンとのコポリマ
ーであり、０．９００グラム／立方センチメートルの密
度及び０．４のメルトインデックスを有する。 ２．ＥＶＡはエチレンと酢酸ビニルとのコポリマーであ
り、２８重量％の酢酸ビニル含量及び３のメルトインデ
ックスを有する。 ３．ＥＥＡはエチレンとエチルアクリレートとのコポリ
マーであり、１８重量％のエチルアクリレート含量及び
２のメルトインデックスを有する。 ４．ポリエステルは、HYTRELポリエステルエラストマー
４０５６の名称で市販されているブチレン／ポリ（アル
キレンエステル）フタレートとして記載してある。それ
は、無水物と反応性の必要な官能基を有する。 ５．ポリウレタンは、ESTANE熱可塑性ポリウレタン５８
３００の名称で市販されている熱可塑性ポリウレタンに
基づくポリエステル及びポリエーテルとして記載してあ
る。 ６．抗酸化剤は、テトラキス［メチレン−３−（３’，
５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プ
ロピオネート］メタンである。 ７．水酸化マグネシウムは、上述したもの及び米国特許
第４，０９８，７６２号に記載されたものである。 ８．ＬＯＩは極限酸素指数であり、上述されている。 ９．引張り強さはポンド／平方インチで与えられ、ASTM
Dー638にて測定する。 １０．引張り伸びはパーセントで与えられ、ASTM Dー638
にて測定する。 １１．低温脆弱性は百分度で与えられ、ASTM Dー746にて
測定する。 １２．１００℃における変形％はパーセントで与えら
れ、ASTM Dー621にて測定する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 3/44 Ｐ 9059−5Ｇ //(Ｃ０８Ｌ 23/04 77:00） (Ｃ０８Ｌ 23/04 67:02）

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記を含む組成物： （ａ）エチレンのホモポリマー又はエチレンと１種以上
    のアルファオレフィン及び／又は不飽和エステルとのコ
    ポリマー（前記のポリマーは、不飽和二酸無水物を介し
    てそれに結合した約１〜３０重量パーセントの１種以上
    のポリアミド、ポリエステル及び／又はポリウレタンを
    有し、重量パーセントは組成物（ａ）の重量に基づいて
    いる）；及び （ｂ）金属水和物難燃剤化合物。
  2. 【請求項２】 結合したポリマーが約１〜１５重量パー
    セントで存在するポリアミドである、請求項１で定めた
    組成物。
  3. 【請求項３】 無水物が無水マレイン酸である、請求項
    １で定めた組成物。
  4. 【請求項４】 成分（ｂ）が水酸化マグネシウムであ
    る、請求項１で定めた組成物。
  5. 【請求項５】 付加的に赤リンを含む、請求項１で定め
    た組成物。
  6. 【請求項６】 水酸化マグネシウムが、８〜２４炭素原
    子を有する飽和又は不飽和カルボン酸又はその金属塩で
    表面処理された、請求項４で定めた組成物。
  7. 【請求項７】 下記を含む組成物： （ａ）エチレンのホモポリマー又はエチレンと１種以上
    のアルファオレフィン及び／又は不飽和エステルとのコ
    ポリマー； （ｂ）約１〜２０重量パーセントの１種以上のポリアミ
    ド、ポリエステル及び／又はポリウレタン（重量パーセ
    ントは成分（ａ）の重量に基づく）； （ｃ）有機過酸化物 （ｄ）不飽和二酸の無水物；及び （ｅ）金属水和物難燃剤化合物。
  8. 【請求項８】 付加的に赤リンを含む、請求項７で定め
    た組成物。
  9. 【請求項９】 金属又はガラスの芯及びその芯を囲む請
    求項１で定めた組成物を含む少なくとも１つの層を含む
    物品。
  10. 【請求項１０】 成分（ｂ）を無水物を介して成分
    （ａ）に結合させる条件下で、請求項７で定めた組成物
    の成分を混合することを含む、改変ポリエチレン組成物
    を供給する方法。
JP34974191A 1990-12-11 1991-12-10 難燃剤組成物 Withdrawn JPH059347A (ja)

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