[发明专利]低发烟、低毒性阻燃聚烯烃组合物

说明书

本发明涉及低发烟、低毒性阻燃聚烯烃组合物，特别是作为电线、电缆被覆材料或各种电气部件等使用的低发烟、低毒性阻燃材料。

聚烯烃树脂一般具有良好的可挠性、电绝缘性，而且价格比其它材料便宜，因此在电线被覆材料和各种电气部件材料等中广泛使用。然而，涉及到电线被覆材料和各种电气部件材料，过去是引发重大火灾事故的起因，因而对其阻燃性提出高的且严格的要求。

在这样的阻燃化要求的背景下，提出并实施了并用有机卤素化合物和三氧化锑的阻燃剂的方案，但经这样的组合得到的阻燃材料，在加工时部份分解，产生卤素气体，不仅腐蚀加工机械和成形机械等，其毒性还危害操作者。

另外，在火灾发生时，大量产生含有有毒气体的烟。因此，考虑制造上，使用上的安全方面的情况，对于非卤素系阻燃剂的要求增高，转而注目于金属氢氧化物。

但是，作为金属氢氧化物有代表性的氢氧化铝，由约190℃开始脱水，使成形品中因发泡而发生麻烦，因此，可适用的树脂受到限制。

另一方面，氢氧化镁由于分解温度高，适用的树脂几乎不受限制，作为非卤素系阻燃化合物材料，适用于电线被覆材料和各种电气部件材料等。

然而，聚烯烃树脂一般是易燃性的，为使其阻燃化，必须添加大量的氢氧化镁，从而使树脂本来具有的特性降低，机械特性和加工性能大幅度变差，在实用上存在问题。

为解决这些问题，在不含卤素的聚烯烃系树脂材料中尽可能减少氢氧化物的添加量，进行了添加红磷、细碳粉等阻燃助剂的试验。然而，在红磷加工时必须十分谨慎，而添加细碳粉时，为达到满足机械特性的水平就要降低其配合量，所以不能满足作为阻燃助剂的效果。

本发明就是针对上述问题而完成的，本发明的目的是，在不含卤素的聚烯烃系树脂材料中，尽可能比过去减少阻燃材料，特别是氢氧化物的添加量，提供一种机械特性得到改善的且确保其阻燃性的、作为电线被覆材料和电气部件材料适宜的阻燃性聚烯烃系组合物。

本发明人反复进行仔细研究，结果发现，通过将复合金属氢氧化物和细碳粉组合作为阻燃剂使用，就可以大幅度降低在聚烯烃树脂中阻燃剂成份的添加量，可得到在确保必要的阻燃性的同时，又充分满足机械特性的阻燃性聚烯烃组合物。

也就是说，本发明的低发烟性、低毒性阻燃聚烯烃组合物的特征是：含有聚烯烃树脂100份重量和阻燃剂成份60至150份重量，该阻燃剂中，相对于下述式(1)表示的复合金属氢氧化物100份重量添加细碳粉1-20份重量。

             Mg_1-xM_x²⁺(OH)₂    (1)式中，M²⁺是由Mn²⁺、Fe²⁺、CO²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺的2价金属离子的组中选择的至少1种，X是满足0.001≤X≤0.9的数字。

作为上述聚烯烃树脂，使用由聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-乙酸乙酯共聚物中选择的至少1种或它们的共聚物等，特别是聚乙烯，由阻燃性和机械特性等方面来看是适宜的。

如上所述，本发明的阻燃性成份，相对于式(1)所表示的复合金属氢氧化物100份重量，添加细碳粉1-20份重量。

将上述细碳粉分散到聚烯烃树脂中，燃烧时发现碳形成外延生长基板那样的作用，有效地发挥了因溶于复合金属氢氧化物中的过渡金属的碳化促进催化剂效果。结果使树脂的碳化大幅度地提高。

因而，使用少量的阻燃剂可以达到必需的阻燃性，使组合物的物理特性即机械特性的改善成为可能。

上述阻燃成份向树脂中的添加量，相对于树脂100份重量为60至150份重量。不足60份重量时效果不充分，而超过150份重量时，组合物的加工性和制品的机械特性显著降低。优选值为80至150份重量的范围内。

也就是说，在作为电线被覆材料和电气部件使用的场合，作为机械强度的目标，这些塑料材料希望其抗强度为1kg/mm²以上，延伸率为50％以上。在这些强度以下的场合，实用上制品的操作困难。

另外，如前所述，本发明中的阻燃性成分，相对于复合金属氢氧化物100份重量而言，添加细碳粉1至20份重量。细碳粉的添加量不足1份重量时，不能得到满意的阻燃效果，而超过20份重量时，物理特性变差。优选希望在1至15份重量的范围内。