聚氯乙烯树脂组合物、以及使用该组合物的电线和电缆制造技术

本发明专利技术提供一种不含锑化合物，并且阻燃性、耐热性、耐寒性和电绝缘性的平衡优异的聚氯乙烯树脂组合物，以及使用该组合物的电线和电缆。一种聚氯乙烯树脂组合物，其含有作为增塑剂的偏苯三酸酯以及阻燃剂，作为阻燃剂，含有锌含量为8质量%以上16质量%以下的脂肪酸锌盐、金属氢氧化物和煅烧粘土，并且相对于聚氯乙烯树脂组合物100质量%，增塑剂的含量为20质量%以上30质量%以下，脂肪酸锌盐的含量为0.1质量%以上0.6质量%以下，金属氢氧化物的含量为5质量%以上15质量%以下，煅烧粘土的含量为5质量%以上15质量%以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚氯乙烯树脂组合物、以及使用该组合物的电线和电缆。
技术介绍
聚氯乙烯树脂由于可以广泛含有各种添加剂，因此能够实现大范围的机械特性及其他的各种特性。聚氯乙烯树脂有硬质的聚氯乙烯树脂组合物和软质的氯乙烯树脂组合物。硬质的聚氯乙烯树脂组合物可以用于飞机、车辆等运输机的外装，家具、办公用品等日用百货、家电设备等的外壳材料，半导体装置的部件等成型品。软质的聚氯乙烯树脂组合物含有大量的赋予柔软性的增塑剂，其可以用于要求挠性的电线、电缆等的绝缘层。在电线.电缆中，特别是在用于电气.电子设备的内部配线的电线.电缆的情况下，对所用的绝缘层要求高阻燃性(例如UL标准的VW — I试验合格)。因此，在构成绝缘层的聚氯乙烯树脂中添加赋予阻燃性的各种阻燃剂。本申请人已经提出了添加阻燃剂的软质聚氯乙烯树脂组合物(例如，参见专利文献I)。根据专利文献1，通过将作为阻燃剂的硼酸锌、金属氢氧化物和三氧化锑组合起来，并配合规定量的阻燃剂、增塑剂，可以形成阻燃性、耐热性、耐寒性和体积电阻率优异的聚氯乙烯树脂组合物。然而，由于担心作为阻燃剂使用的锑化合物会对环境、人体产生不良影响，因此近年来有控制其使用的趋势。例如三氧化锑被认为对皮肤、粘膜具有弱刺激性而被指定为剧毒物。作为其毒性，通过在空气中对老鼠给药55周的实验而被指出具有肺癌的致癌性。由于该致癌性，因此锑化合物在国际癌症研究机构(IARC)中被归类为对人的致癌分类中的组2B (有可能对人具有致癌性)。此外，作为矿物资源的锑化合物由于产地不均匀、有供需紧张的倾向，因此存在供给不稳定、价格上涨这样的风险 。在这种情况下，作为构成电线.电缆绝缘层的树脂组合物，要求为不含锑化合物的软质阻燃性聚氯乙烯树脂组合物。例如，已经提出了将锡酸锌和硼酸锌组合起来用作三氧化锑替代物的树脂组合物(例如，参见专利文献2)。根据专利文献2，通过将锡酸锌和硼酸锌并用作为阻燃剂，可以形成不含三氧化锑的软质阻燃性聚氯乙烯树脂组合物。上述锡酸锌、硼酸锌等锌化合物中所含的锌作为使聚氯乙烯树脂中的氯化氢脱离并促进碳化的催化剂起作用，有助于聚氯乙烯树脂的阻燃性。以下，对于锌有助于聚氯乙烯树脂阻燃性的结构进行说明。聚氯乙烯树脂通过加热而分解，并在着火后燃烧，但其在加热时会脱去氯化氢(脱氯化氢反应)。锌在促进脱氯化氢反应的同时，还通过与脱离的氯化氢反应并生成氯化锌而进一步促进脱氯化氢反应。由于氯化氢的脱去，聚氯乙烯树脂产生劣化，并最终形成碳化层。碳化层具有绝热效果，可以抑制聚氯乙烯树脂的着火.燃烧。这样，通过使用作为阻燃剂的锌化合物来促进聚氯乙烯树脂的脱氯化氢反应，并在树脂燃烧之前就使树脂劣化(形成碳化层)，从而可以有助于树脂的阻燃性。在燃烧温度区域(一般为300°C以上)加热时，由上述专利文献2的树脂组合物所构成的绝缘层会通过锌而促进脱氯化氢反应，并快速碳化。于是，绝缘层的表面被碳化层包覆，从而抑制燃烧。现有技术文献专利文献1:日本特开2009 - 126963号公报专利文献2:日本特开平11 - 80474号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，聚氯乙烯树脂组合物通过在规定温度下加热而成型加工为电线的绝缘层等。成型加工时的加热温度(成型加工温度区域)为120°C 150°C。在这一点上，上述专利文献2的氯乙烯树脂组合物存在因成型加工时的加热而产生劣化，并且成型的绝缘层等的特性下降这样的问题。虽然与燃烧温度区域相比程度小，但聚氯乙烯树脂在成型加工温度区域中也会产生脱氯化氢反应。因此，在含有锌化合物的专利文献2中，可促进脱氯化氢反应，从而使树脂的劣化发展。也就是说，锌化合物作为促进脱氯化氢反应的催化剂起作用，但在燃烧温度区域中通过催化作用而有助于聚氯乙烯树脂的阻燃性，而在成型加工温度区域中，则会由于催化作用而促进聚氯乙烯树脂的劣化，导致树脂对热负荷的稳定性(耐热性)下降。 而且，上述专利文献2中将锡酸锌和硼酸锌并用作为阻燃剂，结果增加树脂组合物中的锌含量，因此脱氯化氢反应强，树脂的耐热性进一步下降。这样，虽然专利文献2不含有害的锑化合物，但由于并用作为替代物的锡酸锌和硼酸锌，因此至少难以使阻燃性和耐热性并存。本专利技术鉴于这样的问题而完成，其目的是提供一种不含锑化合物且阻燃性、耐热性、耐寒性和电绝缘性的平衡优异的聚氯乙烯树脂组合物，以及使用该组合物的电线和电缆。解决问题的方法本专利技术的第I方式是一种聚氯乙烯树脂组合物，其含有作为增塑剂的偏苯三酸酯以及阻燃剂，作为前述阻燃剂，包含含有换算至锌含量为8质量％以上16质量％以下的锌的脂肪酸锌盐、金属氢氧化物和煅烧粘土，并且相对于前述聚氯乙烯树脂组合物100质量％，前述增塑剂的含量为20质量％以上30质量％以下，前述脂肪酸锌盐的含量为0.1质量％以上0.6质量％以下,前述金属氢氧化物的含量为5质量％以上15质量％以下,前述煅烧粘土的含量为5质量％以上15质量％以下。本专利技术的第2方式是一种电线，其具有由第I方式的聚氯乙烯树脂组合物所构成的绝缘层。本专利技术的第3方式是一种电缆，其捆绑多根电线并在其外周具有护套，并且至少前述护套是由第I方式所述的聚氯乙烯树脂组合物所构成的。专利技术效果根据本专利技术，可以提供一种不含三氧化锑且阻燃性、耐热性、耐寒性和电绝缘性的平衡优异的聚氯乙烯树脂组合物，以及使用该组合物的电线和电缆。附图说明图1是表示锌化合物的脱氯化氢反应和温度的相关关系的概念图。图2是本专利技术一种实施方式的电线截面图。图3是本专利技术一种实施方式的电缆截面图。符号说明I 导体2 绝缘层3 护套4 介质5 压卷带10 电线20 电缆具体实施方式`如上所述，对电线绝缘层中所用的树脂组合物要求有规定的阻燃性、耐热性等。例如，在用于额定温度为105°C的设备用耐热电线绝缘层的树脂组合物的情况下，作为阻燃性，要求UL标准的VW — I试验合格。此外，作为耐热性，考虑到成型加工时的热负荷，要求在150°C下经过168小时后的耐热性。然而，含有锡酸锌等锌化合物作为锑化合物替代物的聚氯乙烯树脂组合物难以兼顾阻燃性和对热负荷的稳定性(耐热性)。如上所述，这是由于锌化合物会促进脱氯化氢反应，从而一方面有助于聚氯乙烯树脂的阻燃性，而另一方面会使对成型加工时等的热负荷的耐热性下降。因此，本专利技术人等认为锌化合物对脱氯化氢反应的催化作用的大小与树脂加热温度的相关关系根据锌化合物的种类而不同，并对锌化合物的选择进行了研究。具体来说，考虑了作为树脂加热温度的成型加工温度区域(120°C 150°C)和燃烧温度区域(300°C )，并对各温度区域中锌化合物催化作用的大小进行了研究。其结果，本专利技术人等着眼于锌化合物中限定了锌含量的脂肪酸锌盐。并发现，限定了锌含量的脂肪酸锌盐虽然在燃烧温度区域中促进脱氯化氢反应，但是在成型加工温度区域中，该效果比其它锌化合物小。以下，对这一点进行说明。如上所述，在用于电线绝缘层的聚氯乙烯树脂组合物中，在燃烧温度区域(300°C )中所要求的特性是阻燃性，在成型加工温度区域(120°C 150°C)中所要求的特性是耐热性。为了实现阻燃性，需要在加热温度30(TC以上使锌积极起到脱氯化氢反应催化剂的作用，从而促进燃烧时碳化层的形成(树脂的劣化)。为了实现耐热性，需要在加热温度120°C 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氯乙烯树脂组合物，其特征在于，含有作为增塑剂的偏苯三酸酯以及阻燃剂，作为所述阻燃剂，含有锌含量为8质量%以上16质量%以下的脂肪酸锌盐、金属氢氧化物和煅烧粘土，相对于所述聚氯乙烯树脂组合物100质量％，所述增塑剂的含量为20质量%以上30质量%以下，所述脂肪酸锌盐的含量为0.1质量%以上0.6质量%以下，所述金属氢氧化物的含量为5质量%以上15质量%以下，所述煅烧粘土的含量为5质量%以上15质量%以下。

【技术特征摘要】
2011.12.21 JP 2011-2796541.一种聚氯乙烯树脂组合物，其特征在于，含有作为增塑剂的偏苯三酸酯以及阻燃剂， 作为所述阻燃剂，含有锌含量为8质量％以上16质量％以下的脂肪酸锌盐、金属氢氧化物和煅烧粘土， 相对于所述聚氯乙烯树脂组合物100质量％,所述增塑剂的含量为20质量％以上30质量％以下,...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部大辅，菊池龙太郎，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：