無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物和高壓電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物和高壓電纜。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鐵路車(chē)輛等中，作為供給高壓電力的配線，使用高壓電纜。高壓電纜例如由導(dǎo)體 和在導(dǎo)體外周上依次形成的內(nèi)部半導(dǎo)電層、絕緣層、外部半導(dǎo)電層、編織狀的金屬屏蔽層以 及護(hù)套構(gòu)成。
[0003] 對(duì)于高壓電纜的護(hù)套，從安全性的觀點(diǎn)考慮，要求阻燃性優(yōu)異，火災(zāi)時(shí)難以燃燒， 并且要求耐燃料性優(yōu)異，燃料難以滲入且難以劣化。
[0004] 作為形成具有這樣的特性的護(hù)套的材料，以往一直使用氯丁橡膠等鹵素材料，但 近年來(lái)，從減輕環(huán)境負(fù)荷的觀點(diǎn)考慮，使用不包含鹵素的無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物（以下，也 簡(jiǎn)稱為無(wú)鹵材料）。無(wú)鹵材料是在烯烴系樹(shù)脂中配合不包含鹵素的阻燃劑而成的材料，例 如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，提案了在包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（以下，也稱為EVA)的基體聚 合物中配合作為阻燃劑的金屬氫氧化物而成的材料。
[0005] 護(hù)套通過(guò)使無(wú)鹵材料成型并交聯(lián)而形成。作為該交聯(lián)方法，可以進(jìn)行將有機(jī)過(guò)氧 化物與無(wú)鹵材料配合并以規(guī)定溫度加熱而使其交聯(lián)的過(guò)氧化物交聯(lián)。此時(shí)使用的有機(jī)過(guò)氧 化物通?？梢允褂冒胨テ跍囟雀叩奈镔|(zhì)。這是因?yàn)?，越是半衰期溫度高的物質(zhì)，交聯(lián)的反應(yīng) 性越高，從而能夠高效地交聯(lián)無(wú)鹵材料。即，如果利用半衰期溫度高的有機(jī)過(guò)氧化物，則交 聯(lián)度高，并且能夠形成耐燃料性優(yōu)異的護(hù)套。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2014-53247號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的課題
[0010] 然而，在使用半衰期溫度高的有機(jī)過(guò)氧化物的情況下，雖然可以得到交聯(lián)度高的 護(hù)套，但是存在將無(wú)鹵材料加熱進(jìn)行交聯(lián)時(shí)交聯(lián)溫度變高等問(wèn)題。如果交聯(lián)溫度變高，則與 此同時(shí)壓力也變高，因此在護(hù)套交聯(lián)中，位于護(hù)套內(nèi)側(cè)的內(nèi)部半導(dǎo)電層、絕緣層、外部半導(dǎo) 電層有時(shí)會(huì)因高溫高壓而熔融變形。例如，如果交聯(lián)溫度為140°C以上的高溫，則存在：因 熔融變形而使內(nèi)部半導(dǎo)電層、絕緣層、外部半導(dǎo)電層的膜厚變得不均勻，從而使高壓電纜的 電氣特性降低；或者編織狀的金屬屏蔽層陷入熔融的外部半導(dǎo)電層而使高壓電纜的外徑發(fā) 生變化。
[0011] 因此，為了使交聯(lián)溫度低于140°C，考慮使用半衰期溫度低的有機(jī)過(guò)氧化物。然而， 半衰期溫度低的有機(jī)過(guò)氧化物的交聯(lián)效率低，不能充分進(jìn)行護(hù)套的交聯(lián)反應(yīng)，因此經(jīng)交聯(lián) 而得到的護(hù)套的交聯(lián)度低，耐燃料性變低。
[0012] 作為提高無(wú)鹵材料的交聯(lián)效率的方法，可以考慮將促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)的交聯(lián)助劑與有 機(jī)過(guò)氧化物并用。由于交聯(lián)助劑能夠提高交聯(lián)效率，因此即使在使用半衰期溫度低的有機(jī) 過(guò)氧化物的情況，交聯(lián)度也高，也可以得到耐燃料性優(yōu)異的護(hù)套。然而，有用的交聯(lián)助劑中 的多數(shù)在化學(xué)結(jié)構(gòu)中包含氮原子，因此如果將這樣的含氮成分配合于護(hù)套，則會(huì)出現(xiàn)在護(hù) 套燃燒時(shí)產(chǎn)生N0 X、氰化合物等有害氣體等其他問(wèn)題。
[0013] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種即使在使交聯(lián)溫度變低的情況，也能夠形成交 聯(lián)度高、耐燃料性優(yōu)異并且燃燒時(shí)產(chǎn)生的有害氣體的產(chǎn)生量少的交聯(lián)物的無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂 組合物。此外，本發(fā)明的目的在于，提供一種外徑變化少的高壓電纜。
[0014] 用于解決課題的方法
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物，其含有：包含乙酸 乙烯酯含量為40質(zhì)量％以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的基體聚合物100質(zhì)量份，1小時(shí) 半衰期溫度為120°C以下的有機(jī)過(guò)氧化物1質(zhì)量份以上且5質(zhì)量份以下，含氮交聯(lián)助劑1質(zhì) 量份以下和金屬氫氧化物100質(zhì)量份以上。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，提供一種高壓電纜，其是依次具備導(dǎo)體和在上述導(dǎo) 體外周上的內(nèi)部半導(dǎo)電層、絕緣層、外部半導(dǎo)電層、金屬屏蔽層以及護(hù)套的高壓電纜，上述 護(hù)套是通過(guò)使無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物交聯(lián)而形成的，所述無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物含有：包 含乙酸乙烯酯含量為40質(zhì)量％以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的基體聚合物100質(zhì)量份、 1小時(shí)半衰期溫度為120°C以下的有機(jī)過(guò)氧化物1質(zhì)量份以上且5質(zhì)量份以下、含氮交聯(lián)助 劑1質(zhì)量份以下和金屬氫氧化物100質(zhì)量份以上。
[0017] 發(fā)明效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，能夠得到無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物和外徑變化少的高壓電纜，所述無(wú) 鹵阻燃性樹(shù)脂組合物即使在使交聯(lián)溫度變低的情況，也能夠形成交聯(lián)度高、耐燃料性優(yōu)異 并且燃燒時(shí)產(chǎn)生的有害氣體的產(chǎn)生量少的交聯(lián)物。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的高壓電纜的截面圖。
[0020] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0021] 1高壓電纜
[0022] 10 導(dǎo)體
[0023] 11內(nèi)部半導(dǎo)電層
[0024] 12絕緣層
[0025] 13外部半導(dǎo)電層
[0026] 14金屬屏蔽層
[0027] 15 護(hù)套
【具體實(shí)施方式】
[0028] 如上所述，在使無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物（無(wú)鹵材料）交聯(lián)而形成護(hù)套時(shí)，為了在降 低交聯(lián)溫度的同時(shí)獲得能夠得到充分的耐燃料性的高交聯(lián)度，優(yōu)選將半衰期溫度低的有機(jī) 過(guò)氧化物（以下，也簡(jiǎn)稱為交聯(lián)劑）和化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有氮原子的含氮交聯(lián)助劑（以下，也簡(jiǎn) 稱為交聯(lián)助劑）與無(wú)鹵材料進(jìn)行配合。但是，如果配合交聯(lián)助劑，則存在護(hù)套燃燒時(shí)產(chǎn)生N0 X 等有害氣體的擔(dān)憂。對(duì)于此點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明人的研究可以得知，通過(guò)將交聯(lián)助劑的配合量相 對(duì)于護(hù)套的基體聚合物100質(zhì)量份設(shè)為1質(zhì)量份以下，能夠?qū)⒂泻怏w的產(chǎn)生量降低至沒(méi) 有問(wèn)題的范圍。
[0029] 然而，如果使交聯(lián)助劑的配合量減少，則在降低交聯(lián)溫度時(shí)會(huì)使交聯(lián)效率變低，因 此在護(hù)套中無(wú)法得到充分的交聯(lián)度。特別地，由于護(hù)套的內(nèi)部與表層部相比不易傳熱，因此 沒(méi)有表層部交聯(lián)得多，從而交聯(lián)度會(huì)變低。即，在護(hù)套中，因內(nèi)部與表層部之間的加熱不均 而使交聯(lián)度產(chǎn)生較大差異，從而會(huì)使護(hù)套整體的交聯(lián)度變低。
[0030] 由此，本發(fā)明人認(rèn)為即使在使交聯(lián)溫度變低的情況下，如果能夠改善無(wú)鹵材料的 導(dǎo)熱性，則能夠提高交聯(lián)效率，從而對(duì)提高導(dǎo)熱性的方法進(jìn)行了研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在無(wú)鹵 材料中，越增加作為阻燃劑而配合的金屬氫氧化物的配合量，越能夠提高導(dǎo)熱性，從而提高 交聯(lián)效率。由于金屬氫氧化物容易導(dǎo)熱，因此通過(guò)增加其配合量，在使交聯(lián)溫度低至例如 110 °c以下時(shí)，也可以得到高交聯(lián)效率。
[0031] 本發(fā)明是基于上述見(jiàn)解而完成的發(fā)明。
[0032] 一 ·本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式
[0033] 以下，對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0034] (1)無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物
[0035] 本實(shí)施方式的無(wú)鹵阻燃性樹(shù)脂組合物（無(wú)鹵材料）含有：包含乙酸乙烯酯含量為 40質(zhì)量％以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（al)的基體聚合物（A)、l小時(shí)半衰期溫度為 120°C以下的有機(jī)過(guò)氧化物（B)、含氮交聯(lián)助劑（C)和金屬氫氧化物（D)。無(wú)鹵材料通過(guò)加 熱而成為交聯(lián)物。以下，對(duì)于各成分詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0036] i.基體聚合物（A)
[0037] 基體聚合物（A)包含規(guī)定的乙酸乙烯酯含量的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（al)(以 下，也稱為EVA (al))。
[0038] EVA (al)包含具有極性基團(tuán)的乙酸乙烯酯（VA)，并且具有規(guī)定的極性。具有極性 的EVA (al)不僅阻燃性優(yōu)異，耐燃料性也優(yōu)異。從在無(wú)鹵材料中得到期望的阻燃性和耐燃 料性的觀點(diǎn)考慮，EVA (al)中的乙酸乙烯酯含量（以下，也稱為VA量）為40