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JP2004075869A - 熱可塑性樹脂組成物およびその組成物からなる成形体 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物およびその組成物からなる成形体 Download PDF

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JP2004075869A
JP2004075869A JP2002238823A JP2002238823A JP2004075869A JP 2004075869 A JP2004075869 A JP 2004075869A JP 2002238823 A JP2002238823 A JP 2002238823A JP 2002238823 A JP2002238823 A JP 2002238823A JP 2004075869 A JP2004075869 A JP 2004075869A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
resin composition
mol
interpolymer
vinylidene monomer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002238823A
Other languages
English (en)
Inventor
Kan Uehara
上原 完
Tomohiko Kimura
木村 友彦
Satoru Moriya
守屋 悟
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.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
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Abstract

【解決手段】(1)(a)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
(b)少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
(c)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーと、少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーとの組み合わせから誘導されるポリマー単位 1〜99モル%、および(2)エチレン、または少なくとも1種の炭素原子数3〜20のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位 99〜1モル%からなる、少なくとも1種の実質的にランダムなインターポリマー(A) 100重量部と、
金属水酸化物(B)    50〜250重量部と、
トリアジン化合物(C) 0.1〜 40重量部と、
多価アルコール(D)   0.1〜 40重量部とを含有する熱可塑性樹脂組成物。
その成形体。
【効果】本発明によれば、高度の難燃効果および柔軟性を有する熱可塑性樹脂組成物、およびその成形体を提供することができる。
【選択図】なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物およびその成形体に関し、さらに詳しくは、特に電力ケーブルのシース(鞘またはジャケット)材用および電線被覆層形成用として好適な熱可塑性樹脂組成物、特にα− オレフィン・ビニルもしくはビニリデン化合物共重合体組成物およびその成形体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電線のシース材および一部絶縁材料は、ポリ塩化ビニル(PVC)が多用され、その柔軟性、難燃性、絶縁性が評価されてきた。
PVCには一般に可塑剤が多く含まれるため、加熱などにより可塑剤がなくなると硬化しやすくなること、また、燃焼時に塩素系のガスを発生することから、近年PVCに代わりうる電線の開発が求められるようになった。
このような状況のもと、例えばポリエチレン等のエチレン系重合体をベースとした種々の難燃性樹脂組成物が提案されている。
USP6,232,377には、エチレン/ビニルエステル共重合体、エチレン/α,β−不飽和カルボン酸共重合体、低密度ポリエチレンから選ばれる特定のエチレン系共重合体等を含み、さらに金属水酸化物、トリアジン化合物および特定の難燃性化合物を含む難燃性樹脂組成物が記載されている。
しかしながら、これらのエチレン系重合体は、難燃効果を高めるために金属水酸化物等の無機化合物の添加量を増加した場合、可撓性、柔軟性が低下しやすくなるという問題点がある。
【0003】
上記したエチレン系重合体組成物の他、例えばWO01/12708には、エチレン・スチレン・インターポリマーに代表される特定のインターポリマーと充填剤等を含む耐燃性が改良された組成物が記載されている。
しかしながら、この組成物も難燃効果が不充分であり、より高度の難燃性が求められていた。
【0004】
一方、難燃剤としては、金属水酸化物;ホウ酸塩;有機ハロゲン化物;リン酸塩、赤リン、有機リン化合物等のリン系化合物;有機窒素化合物など多くのものが一般的に使われている。これらのうち特に有機ハロゲン化合物、有機リン化合物などが優れた難燃効果を発揮する。
【0005】
しかし、これらのハロゲン含有化合物は樹脂成形時に熱分解してハロゲン化水素を発生し、樹脂自身を劣化させ、着色を起こしたり、また火災の際にハロゲン化水素を発生したりするなどの問題がある。
【0006】
従来からハロゲンを含まない難燃剤として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの無機系難燃剤が用いられている。しかしこれらの無機化合物のみでは難燃効果が低く、大量に添加しないと十分な効果を発現できず、また大量に添加すると樹脂本来の物性が損なわれる場合があり、その使用範囲には限界があった。
【0007】
ハロゲンを含まず、比較的良好な難燃効果が得られる難燃剤として、特定の有機リン化合物、特定の有機窒素化合物などがあり、これらもしばしば実用に供されている。
【0008】
従来の有機リン酸エステル系難燃剤を代表するものとしてトリフェニルホスフェート(これを以下「TPP」という)があるが、この化合物は耐熱性が低くかつ揮発性が高いため、高温で成形する樹脂には適さず、特に成形時金型汚染のため使用範囲が限定される。
【0009】
有機リンを低揮発化し、難燃剤として使用するものとして、特公昭51−19858号、特開昭59−202240号などに記載されている縮合リン酸エステルがある。これらのものはTPPより耐熱性や低揮発性に優れるものの、リン含量当たりでの難燃化効果はTPPを超えるものではなく、大量に添加する必要があり、そのため樹脂の可塑剤としての効果のため熱変形温度を大幅に低下させるなどの問題があった。
【0010】
また、ポリリン酸アンモニウム等のポリリン酸塩、ポリリン酸アミド等の縮合リン酸系の難燃剤を用いる処方も多く提案されている(特開昭54−22450号公報、特開平9−316250号公報等)。しかしポリリン酸は、吸水性であり、吸水により電気抵抗が次第に下がるため、電線・ケーブル等の絶縁被覆材には不適であるなど、用途が限られてくる。
また、最近では湖沼など閉鎖水系の富栄養化を抑制するため、リン系難燃剤に代わる処方も求められている。
【0011】
メラミン等の有機窒素化合物も比較的高い難燃効果を示している(特開平8−176343号公報等)。 しかし従来は、より高い難燃効果を狙うために、リン系難燃剤と併用することが多かった。
【0012】
【発明が解決すべき課題】
本発明の課題は、ハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤を含まなくても高度の難燃性を有するα− オレフィン・ビニルもしくはビニリデン化合物共重合体組成物、特に電線用被覆材、シースとして好適な難燃性と柔軟性を有する樹脂組成物とその成形体を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、
(1)(a)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマー、
または
(b)少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
(c)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーと、少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーとの組み合わせから誘導されるポリマー単位 1〜99モル%、および(2)エチレン、または少なくとも1種の炭素原子数3〜20のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位 99〜1モル%からなる、少なくとも1種の実質的にランダムなインターポリマー(A) 100重量部と、
金属水酸化物(B)    50〜250重量部と、
トリアジン化合物(C) 0.1〜 40重量部と、
多価アルコール(D)   0.1〜 40重量部とを含有する熱可塑性樹脂組成物である。
上記熱可塑性樹脂組成物は、各種成形体、特に電線の被覆材、シースの素材として好適である。
【0014】
インターポリマー(A)
本発明で用いられるインターポリマー(A)は、
(A)(1)(a)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
(b)ヒンダード脂肪族ビニルモノマー、ヒンダード環状脂肪族ビニルモノマー、ヒンダード脂肪族ビニリデンモノマーおよび、ヒンダード環状脂肪族ビニリデンモノマーから選ばれる少なくと も1種、または
(c)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーと、ヒンダード脂肪族ビニルモノマー、ヒンダード環状脂肪族ビニルモノマー、ヒンダード脂肪族ビニリデンモノマーおよびヒンダード環状脂肪族ビニリデンモノマーから選ばれる少なくとも1種との組み合わせから誘導されるポリマー単位1〜99モル%、および
(2)少なくとも1種の炭素原子数2〜20のα− オレフィンから誘導されるポリマー単位 1〜99モル%からなる、実質的にランダムなインターポリマーである。
【0015】
ここで用いる「インターポリマー」なる用語は、少なくとも2種類のモノマーを重合してインターポリマーとしたときのコポリマーを意味する。
ここで用いる「コポリマー」は、少なくとも2種類のモノマーを重合してコポリマーとしたときのポリマーを意味する。
ここで用いる、α− オレフィンと、芳香族ビニルモノマー、芳香族ビニリデンモノマー、ヒンダード脂肪族ビニルモノマー、ヒンダード環状脂肪族ビニルモノマー、ヒンダード脂肪族ビニリデンモノマーまたはヒンダード環状脂肪族ビニリデンモノマーとからなる実質的にランダムなインターポリマーにおける「実質的にランダムな」とは、ニューヨークのAcademic Press 1977年発行の「POLYMER SEQUENCE DEDERMINATION,Carbon−13NMR Method」の71〜78頁にJ.C.Randallが記載しているように、該インターポリマーのモノマー分布が「ベルヌーリの統計的モデル」により、または「第1もしくは第2オーダーマルコビアンの統計的モデル」によって記載できることを意味する。
【0016】
好ましくは、少なくとも1種の炭素原子数2〜20のα− オレフィンと芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーとからなる、実質的にランダムなインターポリマーは、3単位より多い芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマー(たとえばスチレンから誘導される繰り返し単位が4単位以上のスチレンモノマー)のブロック中に、芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーの合計量の15%以上は含有しない。より好ましくは、このインターポリマーは、高度のアイソタクティシティまたはシンジオタクティシティによっては特徴づけられない。これは、実質的にランダムなインターポリマーの炭素−13NMRスペクトルにおいてメソジアドシーケンスまたはラセミジアドシーケンスのいずれかを示す主鎖メチレンおよびメチン炭素に相当するピーク領域が主鎖メチレンおよびメチン炭素の合計ピーク領域の75%を超えるべきでないことを意味する。
【0017】
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を調製するに適するインターポリマーには、1以上のα− オレフィンを、1以上の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーおよび/または1以上のヒンダード脂肪族または環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーと重合させて得られたインターポリマーが包含されるが、これには限定されない。
【0018】
好ましいα− オレフィンの例としては、炭素原子数2〜20、好ましくは2〜12、より好ましくは2〜8のα− オレフィンが挙げられる。中でも、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1− ペンテン、1−ヘキセン、および1−オクテンが特に好ましい。これらのα− オレフィンは芳香族基を含まない。
本発明で用いられるインターポリマーの製造に用いるのに適する芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーの例としては、次式で示されるモノマーが挙げられる。
【0019】
【化1】
Figure 2004075869
【0020】
この式において、R1は、水素原子および炭素原子数1〜4のアルキル基からなる群から選ばれる原子または基であり、好ましくは水素原子またはメチル基である。
各R2は、独立に水素原子および炭素原子数1〜4のアルキル基からなる群から選ばれる原子または基であり、好ましくは水素原子またはメチル基である。
【0021】
Arは、フェニル基、またはハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基および炭素原子数1〜4のハロアルキル基からなる群から選ばれる1〜5個の置換基で置換したフェニル基である。
nは、0〜4の整数であり、好ましくは0〜2、最も好ましくは0である。
芳香族モノビニルもしくはモノビニリデンモノマーの具体例としては、スチレン、ビニルトルエン、α− メチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロロスチレンなどがあり、これらの全ての異性体も含まれる。特に好ましい芳香族モノビニルもしくはモノビニリデンモノマーとしては、スチレンと、その低級アルキル−またはハロゲン−置換誘導体がある。好ましいモノマーには、スチレン、α− メチルスチレン、スチレンの低級アルキル(炭素原子数1〜4のアルキル)−またはフェニル−環置換誘導体、たとえばオルソ−、メタ−、パラ−メチルスチレン、環置換スチレン、パラ−ビニルトルエンまたはその混合物がある。より好ましい芳香族モノビニルもしくはモノビニリデンモノマーはスチレンである。
【0022】
上記「ヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデン化合物」なる語は、次式で示される化合物に相当する付加重合性のビニルもしくはビニリデンモノマーを意味する。
【0023】
【化2】
Figure 2004075869
【0024】
この式において、A1は、炭素原子数20以下の立体的に嵩高い脂肪族または環状脂肪族置換基である。
R1は、水素原子および炭素原子数1〜4のアルキル基からなる群から選ばれる原子または基であり、好ましくは水素原子またはメチル基である。
各R2は、独立に水素原子および炭素原子数1〜4のアルキル基からなる群から選ばれる原子または基であり、好ましくは水素原子またはメチル基である。
【0025】
R1とA1は、一緒になって環系を形成していてもよい。
上記の「立体的に嵩高い」とは、この脂肪族または環状脂肪族置換基を持つモノマーが標準のチーグラーナッタ触媒によって、エチレン重合に匹敵する速度では、通常付加重合できないことを意味する。
好ましいヒンダード脂肪族または環状脂肪族ビニルもしくはビニリデン化合物は、エチレン性不飽和結合を持つ炭素原子の1つが3級または4級置換されているモノマーである。これらの置換基の例としては、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロオクテニル等の環状脂肪族基、またはそれらの環アルキルまたはアリール置換誘導体がある。最も好ましいヒンダード脂肪族または環状脂肪族ビニルもしくはビニリデン化合物は、シクロヘキサンおよび置換シクロヘキサンの種々の異性体状ビニル−環置換誘導体、および5−エチリデン−2− ノルボルネンである。特に好ましいのは1−、3−および4−ビニルシクロヘキセンである。
【0026】
本発明で用いる1以上のα− オレフィンと、1以上の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーおよび/または1以上のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーとを重合したインターポリマーは、実質的にランダムなコポリマーである。これらのインターポリマーは、通常少なくとも一の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーおよび/またはヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーを1〜99モル%、好ましくは1〜65モル%、より好ましくは5〜50モル%、そして少なくとも1種の炭素原子数2〜20のα− オレフィンを1〜99モル%、好ましくは35〜99モル%、より好ましくは50〜95モル%含有する。
【0027】
インターポリマー(A)の数平均分子量(Mn)は、通常10,000以上、好ましくは20,000〜1,000,000、より好ましくは50,000〜500,000である。
ところで、実質的にランダムなインターポリマーの製造中に加温下での芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーの単独重合によって幾分量のアタクチック芳香族ビニルもしくはビニリデンホモポリマーが生成しうる。芳香族ビニルもしくはビニリデンホモポリマーの存在は、一般的にいって本発明の目的にとって好ましくなく無視はできない。所望により、インターポリマーまたは芳香族ビニルもしくはビニリデンホモポリマーのいずれか用の非溶媒を用いて溶液から選択沈澱させる等の抽出技術により、芳香族ビニルもしくはビニリデンホモポリマーをインターポリマーから分離することができる。本発明の目的からすると、芳香族ビニルもしくはビニリデンホモポリマーの存在量は、インターポリマーの合計量の20重量%以下、好ましくは15重量%以下であることが望ましい。
【0028】
実質的にランダムなインターポリマーは、James C.Stevens等が1990年7月3日出願した米国出願07/545,403(EP−A−0,416,815に対応)および1995年6月6日に出願され許可された米国出願08/469,828(米国特許5,703,187)に記載のようにして製造することができる。これらの米国出願における、これらの全ての開示をここに引用する。これらの重合反応の好ましい操作条件は、圧力が大気圧〜3,000気圧、温度が−30〜200℃である。それぞれのモノマーの自動重合温度より高い温度で重合および未反応モノマー除去を行なうと、フリーラジカル重合により幾分量のホモポリマー重合生成物が生成しうる。
【0029】
本発明で用いられる実質的にランダムなインターポリマーを製造するための好ましい触媒および方法の例は、EP−A−416,815に対応する1990年7月3日出願の米国出願07/545,403;EP−A−514,828に対応する1991年5月20日出願の米国出願07/702,475;EP−A−520,732に対応する1992年5月1日出願の米国出願07/876,268;1994年5月12日出願の米国出願08/241,523(米国特許5,470,993);米国特許5,055,438;5,057,475;5,096,867;5,064,802;5,132,380;5,189,192;5,321,106;5,347,024;5,350,723;5,374,696;5,399,635および5,556,928に開示されている。これらの全ての開示をここに引用する。
【0030】
本発明で用いられる実質的にランダムなα− オレフィン/芳香族ビニルもしくはビニリデンインターポリマーはまた、WO95/32095 John C.にBradfute等(W.R.Grace & Co)が記載した方法、WO94/00500にR.B.Pannell(Exxon Chemical Patents,Inc.)が記載した方法、および「Plastics Technology」、25頁(1992年9月)に記載されている方法によっても製造することができ、これらの全ての開示もここに引用する。
【0031】
また、Francis J.Timmers等によって1996年9月4日に出願された米国出願08/708,809(米国特許5,879,149)に開示されている、少なくとも一のα− オレフィン/芳香族ビニル/芳香族ビニル/α− オレフィンテトラドからなる実質的にランダムなインターポリマーも好ましい。これらのインターポリマーは、ピーク対ピークノイズの3倍以上の強度を持つ追加の信号をもつ。これらの信号は43.75−44.25ppmと38.0−38.5ppmの化学シフト範囲に現れる。特にピークが44.1、43.9および38.2ppmに観察される。プロトンテストNMR実験では、43.75−44.25ppmの化学シフト領域の信号がメチン炭素で、38.0−38.5ppm領域の信号がメチレン炭素であることを示している。
【0032】
本発明で用いられる脂肪族α− オレフィンおよび芳香族モノビニルもしくはモノビニリデン化合物からなる擬似ランダムインターポリマーは、1990年7月3日に出願された米国特許出願第545403号(ヨーロッパ特許公開第0416815号に対応)に開示されている。
これらのインターポリマーは、−30〜250℃の温度で、次式で示すような触媒、および所望により好ましくは共触媒の存在下に重合を行なって製造することができる。
【0033】
【化3】
Figure 2004075869
【0034】
ここで、各Cpは、それぞれの場合独立に、Mにπ−結合した置換シクロペンタジエニル基であり、Eは、炭素またはケイ素原子であり、Mは、元素周期律表の第IV族金属、好ましくはZrまたはHf、最も好ましくはZrであり、各Rは、それぞれの場合独立に、水素原子、またはヒドロカルビル、シラヒドロカルビルもしくはヒドロカルビルシリルであって、30以下、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10の炭素またはケイ素原子を持つ基であり、各R’は、それぞれの場合独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ、シラヒドロカルビル、ヒドロカルビルシリルであって、30以下、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10の炭素またはケイ素原子を持つ基であるか、または2個のR’基が一緒になってC1−10ヒドロカルビル置換1,3−ブタジエンを形成しており、mは1または2である。特に好ましい置換シクロペンタジエニル基としては、次式で示される基が挙げられる。
【0035】
【化4】
Figure 2004075869
【0036】
ここで、各Rはそれぞれの場合独立に、水素原子、またはヒドロカルビル、シラヒドロカルビルもしくはヒドロカルビルシリルであって、30以下、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10の炭素またはケイ素原子を持つ基であるか、または2個のR基が一緒になってこれらの基の2価の誘導体を形成している。好ましくはRはそれぞれの場合独立に、(異性体がある場合は全異性体を含め)、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ベンジル、フェニルまたはシリルであるか、または(可能な場合は)2個のこれらR基は一緒になってインデニル、フルオレニル、テトラヒドロインデニル、テトラヒドロフルオレニルまたはオクタヒドロフルオレニル等の縮合環系を形成している。
【0037】
特に好ましい触媒の具体例としては、
ラセミ−(ジメチルシランジイル)−ビス−(2−メチル−4− フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ラセミ−(ジメチルシランジイル)−ビス−(2−メチル−4− フェニルインデニル)ジルコニウム1,4−ジフェニル−1,3− ブタジエン、
ラセミ−(ジメチルシランジイル)−ビス−(2−メチル−4− フェニルインデニル)ジルコニウムジ−C1−4  アルキル、
ラセミ−(ジメチルシランジイル)−ビス−(2−メチル−4− フェニルインデニル)ジルコニウムジ−C1−4  アルキル、
ラセミ−(ジメチルシランジイル)−ビス−(2−メチル−4− フェニルインデニル)ジルコニウムジ−C1−4   アルコキシド、
またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【0038】
また、以下のチタン系拘束幾何触媒(Titanium−based constrained geometry catalysts)として具体的には、
[N−(1,1−ジメチルエチル)−1,1− ジメチル−1−[(1,2,3,4,5−η)−1,5,6,7−テトラヒドロ−s−インダセン−1−イル]シランアミナト(2−)−N]チタンジメチル;
(1−インデニル)(t−ブチルアミド)ジメチル―シラン チタン ジメチル;
((3−t−ブチル)(1,2,3,4,5−η)−1− インデニル)(t−ブチルアミド)ジメチルシラン チタン ジメチル;および
(3−イソ− プロピル)(1,2,3,4,5−η)−1− インデニル)(t−ブチルアミド)ジメチルシラン チタン ジメチル、またはそれらの組み合わせ等が挙げられる。
【0039】
本発明で用いられるインターポリマーの別の製造方法は、LongoおよびGrassi.(Makromol.Chem.,Vol.191、2387−2396頁(1990))、およびD’Anniello等(Journal of Applied Polymer Science,Vol.58、1701−1706頁(1995))に記載されており、そこではメチルアルミノオキサン(MAO)およびシクロペンタジエニルチタントリクロリド(CpTiCl  )系の触媒を用いてエチレンスチレンコポリマーを調製している。また、XuおよびLin(Polymer Preprints,Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.)Vol.35、686、687頁(1994))は、MgCl  /TiCl/NdCl/Al(iBu) 触媒を用いて、スチレンとプロピレンとのランダムコポリマーを調製している。さらに、Lu等(Journal of Applied Polymer Science,Vol.53、1453−1460頁(1994))は、TiCl/NdCl/MgCl/Al(Et)  触媒を用いるエチレンとスチレンとの共重合を報告している。
【0040】
ザーネット(Sernets)とミュルハプト(Mulhaupt)(Macromol. Chem. Phys., v.197, pp. 1071−1083, 1997)は、MeSi(MeCp)(N−t−ブチル)TiCl/メチルアルミノキサン、チーグラー・ナッタ触媒を使用したスチレンとエチレンとの共重合における重合条件の影響について記述している。 ブリッジ型メタロセン触媒により製造されたエチレン−スチレン共重合体については、アライ、トシアキと鈴木(Polymer Preprints,Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.)Vol.38, p. 349, 350, 1997)及び米国特許5,652,315(三井東圧化学(株))に記載されている。 α− オレフィン/芳香族ビニルモノマーからなるインターポリマー(例えばプロピレン/スチレンやブテン/スチレン)の製法については、米国特許5,244,996(三井石油化学工業(株))または米国特許5,652,315(三井石油化学工業(株))に記載されており、またドイツ公報DE19711339A1や米国特許5,883,213(電気化学工業(株))などにも記載されている。 上記で開示されたインターポリマー成分調製方法は参照文献として本発明に組み込まれる。 アリア、トオル等によりPolymer Preprints Vol. 39, No. 1, March 1998において開示されているエチレン/スチレンランダム共重合体もまた本発明の成分として使用できる。
【0041】
本発明に好適に用いられる擬似ランダムインターポリマーを製造するに好適な触媒および方法の例は、1990年7月3日に出願された米国特許出願第545403号(ヨーロッパ特許公開第0416815号)、1990年7月3日に出願された米国特許出願547718号(ヨーロッパ特許公開第468651号)、1991年5月20日に出願された米国特許出願第702475号(ヨーロッパ特許公開第514828号)、1992年5月1日に出願された米国特許出願第876268号(ヨーロッパ特許公開第520732号)、1993年1月21日に出願された米国特許出願第8003号(米国特許5,374,696)、1993年6月24日に出願された米国特許出願第82197号(WO95/00526に対応)、ならびに米国特許出願第5055436、5057475、5096867、5064802、5132380および5189192号の各明細書に開示されており、これらのすべては、本発明の参考として引用する。
【0042】
本発明で用いられるインターポリマー(A)は、不飽和カルボン酸またはその誘導体やシランでグラフト変性されていてもよい。グラフト変性率は、0.01〜30重量%、より好ましくは 0.01   〜  10重量%である。
(グラフト変性率は、グラフトされたインターポリマー(A)を100重量%に対する不飽和カルボン酸またはその誘導体やシランの含有率である。)
【0043】
不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル類:マレイン酸エチル、マレイン酸プロピル、マレイン酸ジエチル等のマレイン酸エステル類:フマル酸エチル、フマル酸ジブチル等のフマル酸エステル類;マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、クロトン酸、ナジック酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸類;無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水アリルコハク酸、無水グルタコン酸、無水ナジック酸等の無水物などを挙げることができる。
シランとしては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリス(βー メトキシエトキシシラン)、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシランなどが挙げられる。中でも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが好ましい。
【0044】
不飽和カルボン酸またはその誘導体やシランによりグラフト変性されたインターポリマー(A)を用いると、上記割合で用いた場合、グラフト速度が早く、かつ、適度なグラフト度が得られ、その結果、引張伸びと引張破断点強度とのバランスに優れる成形体、たとえば電線被覆層を形成することができるので好ましい。
【0045】
また、本発明では過酸化物を、インターポリマー(A)のグラフト反応を促すために、不飽和カルボン酸またはその誘導体やシラン化合物とともに用いてもよい。 このよう過酸化物としては、有機ペルオキシド、具体的には、
ベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−t− ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5− ジ(ペルオキシドベンゾエート)ヘキシン−3、1,4−ビス(t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルペルオキシド、t−ブチルペルアセテート、2,5−ジメチル−2,5− ジ−(t−ブチルペルオキシド)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5− ジ(t−ブチルペルオキシド)ヘキサン、t−ブチルペルベンゾエート、t−ブチルペルフェニルアセテート、t−ブチルペルイソブチレート、t−ブチルペル−sec− オクトエート、t−ブチルペルピバレート、クミルペルピバレート、t−ブチルペルジエチルアセテート;アゾビスイソブチロニトリル、ジメチルアゾイソブチレートなどが挙げられる。
【0046】
これらのうちでは、ジクミルペルオキシド、ジ−t− ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5− ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5− ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,4−ビス(t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンなどのジアルキルペルオキシドが好ましく用いられる。
過酸化物は、インターポリマー(A)の100重量%に対して、通常0.001〜0.15重量%、好ましくは0.001〜0.1重量%の割合で用いられる。過酸化物を上記割合で用いると、不飽和カルボン酸またはその誘導体やシラン化合物をインターポリマー(A)にグラフトさせる反応を適度に促すことができる。
【0047】
金属水酸化物(B)
本発明の金属水酸化物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マンガン、水酸化亜鉛、ハイドロタルサイト等が挙げられる。
【0048】
トリアジン系化合物(C)
本発明のトリアジン系化合物とは、トリアジン環を含有する化合物であって、メラミン、アンメリン、メラム、ベンズグアナミン、アセトグアナミン、フタロジグアナミン、メラミンシアヌレート、ピロリン酸メラミン、ブチレンジグアナミン、ノルボルネンジグアナミン、メチレンジメラミン、エチレンジメラミン、トリメチレンジメラミン、テトラメチレンジメラミン、ヘキサメチレンジメラミン、1,3−ヘキシレンジメラミン等が挙げられ、メラミンシアヌレートが特に好ましい。
【0049】
多価アルコール(D)
本発明の多価アルコールとしては、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、トリスヒドロキシエチルイソシアネート、ポリエチレングリコール、グリセリン、でんぷん、ブドウ糖、セルロース、ソルビトール等が挙げられる。
【0050】
その他添加剤
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物には、上記の他に、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、滑剤などの添加剤を配合することができる。
【0051】
熱可塑性樹脂組成物
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、インターポリマー(A): 100重量部と、
金属水酸化物(B)を50〜250重量部、好ましくは  70〜200重量部と、
トリアジン系化合物(C)を 0.1〜 40重量部、好ましくは 10〜30重量部と、
多価アルコール(D)を 0.1〜 40重量部、好ましくは 10〜30 重量部とからなる。 さらに、トリアジン化合物(C)及び多価アルコール(D)の重量比率(D)/(C)を1以上にすると難燃効果がいっそう高まる。
【0052】
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、上記の(A)(B)(C)および(D)成分と、必要に応じて配合される添加剤とを、種々の従来公知の方法で溶融混合することにより調製される。
例えば、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、上記各成分を同時に、または逐次的に、たとえばヘンシェルミキサー、V型ブレンダー、タンブラーミキサー、リボンブレンダー等に装入して混合した後、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等で溶融混練することによって得られる。
【0053】
これらの内でも、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練性能に優れた装置を使用すると、各成分がより均一に分散された高品質の熱可塑性樹脂組成物が得られる。
また、これらの任意の段階で必要に応じて前記添加剤、たとえば酸化防止剤などを添加することもできる。
【0054】
成形体
本発明に係る成形体は、上記のようにして得られる、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を用い、従来公知の溶融成形法、たとえば押出成形、回転成形、カレンダー成形、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形、粉末成形、ブロー成形、真空成形などの方法により、種々の形状に成形することができる。
【0055】
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を電線シースおよび電線被覆の用途に使用する場合、本発明に係る成形体は、電線シースおよび被覆層であり、この電線シースおよび被覆層は、従来公知の方法たとえば押出方法により電線の周囲に形成される。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、高度の難燃効果を有する熱可塑性組成物、およびその成形体を提供することができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、難燃性、柔軟性に優れており、各種成形体、たとえば電線被覆、テープ、フィルム、シート、パイプ、ブロー成形体などの用途に好適であり、特に電線シースおよび電線被覆の用途に好適である。
【0057】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例により何ら限定されるものではない。
【0058】
(実施例1〜4、比較例1〜12)
エチレン/スチレン共重合体[スチレン含量30重量%(=10.3モル%)、MFR(ASTMD1238に準拠、190℃、2.16kg荷重)1.0  g/10分; ESI−30と略す]、水酸化マグネシウム、メラミンシアヌレート、ペンタエリスリトール、ホウ酸亜鉛を表1に記載した重量部で配合し、バンバリーミキサーを用い、樹脂温度190℃で溶融混練、造粒を行ない、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
【0059】
この熱可塑性樹脂組成物を溶融押出機( 東洋精機社製、製品名 ラボプラストミル)に電線被覆用ダイスを設置したものを用いて、ダイス温度:220℃、スクリュー回転:30rpm、押出量:1.6〜1.8kg/hで素線径 0.45mmの軟銅線の 7本撚り導体(外径約1.35mm)の周囲を0.8mm厚の熱可塑性樹脂組成物で被覆して仕上がり径3.0mmの絶縁電線のサンプルを得た。
【0060】
垂直燃焼試験(VW−1)
得られた絶縁電線のサンプルの、絶縁被覆の難燃性を、前出のUL規格に規定されたVW−1垂直燃焼試験により評価した。すなわち図1に示すように、試験装置のチャンバー1内に、試料である長さ17インチの絶縁電線2を垂直に設置するとともに、その下端から13インチ上方の位置にクラフト紙3を貼りつけ、また絶縁電線2の下方には脱脂綿4を置いた。
【0061】
つぎに、絶縁電線2の前方に配置したバーナー5に着火して、その炎を、図中一点鎖線で示すように絶縁電線2の、下端から3インチ上方の位置に、70°の角度で15秒間、接炎させる燃焼操作を5回繰り返し行い、各回ごとに、絶縁被覆に燃え移った炎が、バーナー5の炎を消してから何秒後に消火したかを測定して、そのうちの最長延焼時間を記録した。
【0062】
そして以上の試験を3回行って、(1) 各試験時の最長延焼時間が3回とも60秒以下であること、(2) 絶縁被覆からの延焼によりクラフト紙3が焦げないこと、(3) 燃焼落下物によって脱脂綿4が燃えないこと、の3つの条件を全て満足したものを難燃性良好(合格… ○)、いずれか1つでも満足しなかったものを難燃性不良(不合格… ×)として評価した。
【0063】
【表1】
Figure 2004075869

【図面の簡単な説明】
【図1】UL規格に規定されたVW−1燃焼試験装置の部分切り欠き斜視図である。
【符号の説明】
1 チャンバー
2 絶縁電線
3 クラフト紙
4 脱脂綿
5 バーナー

Claims (12)

  1. (1)(a)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
    (b)少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
    (c)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーと、少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーとの組み合わせから誘導されるポリマー単位 1〜99モル%、および
    (2)エチレン、または少なくとも1種の炭素原子数3〜20のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位 99〜1モル%からなる、少なくとも1種の実質的にランダムなインターポリマー(A) 100重量部と、
    金属水酸化物(B)    50〜250重量部と、
    トリアジン化合物(C) 0.1〜 40重量部と、
    多価アルコール(D)   0.1〜 40重量部とを含有する熱可塑性樹脂組成物。
  2. インターポリマー(A)が、少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーから誘導されるポリマー単位1〜99モル%、およびエチレン、または少なくとも1種の炭素原子数3〜20のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位99〜1モル%からなる、実質的にランダムなインターポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. インターポリマー(A)が、スチレンから誘導されるポリマー単位1〜99モル%、およびエチレンまたはエチレンと少なくとも1種の炭素原子数3〜20のα−オレフィンとの組み合わせから誘導されるポリマー単位99〜1モル%からなる、実質的にランダムなインターポリマーであることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. インターポリマー(A)が、
    (1)(a)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
    (b)少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマー、または
    (c)少なくとも1種の芳香族ビニルもしくはビニリデンモノマーと、少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーとの組み合わせから誘導されるポリマー単位 1〜65モル%、および
    (2)エチレン、または少なくとも1種の炭素原子数3〜20のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位 99〜35モル%からなる、疑似ランダムなインターポリマーであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. インターポリマー(A)が、
    (1)少なくとも1種のヒンダード脂肪族もしくは環状脂肪族ビニルもしくはビニリデンモノマーから誘導されるポリマー単位 1〜65モル%、および
    (2)エチレンまたは少なくとも1種の炭素原子数3〜20のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位 99〜35モル%からなる、疑似ランダムなインターポリマーであることを特徴とする請求項4に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. インターポリマー(A)が、インターポリマー(A)100重量%に対して不飽和カルボン酸またはその誘導体を0.01〜30重量%の割合で含んでいることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  7. スチレンから誘導されるポリマー単位5〜50モル%、および少なくとも1種の炭素数2〜10のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位50〜95モル%からなる、疑似ランダムなインターポリマーであることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  8. トリアジン化合物(C)と多価アルコール(D)の重量比率[(D)/(C)]が1以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  9. 金属水酸化物(B)が水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化バリウム及び水酸化亜鉛から選ばれる少なくとも1種の金属水酸化物であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  10. 多価アルコール(D)がペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、トリヒドロキシエチルイソシアネート、グリセリン及びポリエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種の多価アルコールであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物からなることを特徴とする成形体。
  12. 成形体が電線の絶縁体および/またはシースであることを特徴とする請求項
    11に記載の成形体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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