JP5997282B2 - ポリカーボネートおよびポリプロピレンの難燃性熱可塑性組成物 - Google Patents
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Description
A.少なくとも1つのビスフェノール−Aポリカーボネート樹脂を35〜80%、
B.MFR≦12g/10分(230℃/2.16kg)を備えた少なくとも1つのポリプロピレンを10〜35%、
C.少なくとも1つのアミン官能基化エラストマー性ポリマーを0を超えて(>)40%まで、
D.少なくとも1つの有機リン酸塩難燃剤を>0〜30%、および、
E.1つまたは複数の添加剤を0〜10%で含む組成物であって;
A対Bの重量比が1を超える(>)組成物である。
この開示中の数値範囲はおよそであり、したがって特別の指示の無い限り範囲の外側の値を含むことができる。数値範囲は、任意の低値と任意の高値との間に少なくとも2単位の隔たりがあるならば、低値および高値からの値ならびに低値および高値を含む値のすべてを1単位きざみで含む。例として、組成特性、物理特性または他の特性(例えば分子量など等)が、100〜1000であるならば、すべての個々の値(100、101、102など等)およびサブ範囲(100〜144、155〜170および197〜200など等)は、明示的に列挙される。1未満である値を含有する範囲または1を超える小数(例えば1.1および1.5など)を含有する範囲については、1単位は、必要に応じて0.0001、0.001、0.01または0.1であると判断される。10未満の1桁の数を含有する範囲(例えば1〜5に)については、1単位は典型的には0.1であると判断される。これらは具体的に意図されるものの例にすぎず、列挙された最低値と最高値との間の数値のすべての組み合わせがこの開示中で明示的に述べられると判断すべきである。数値範囲は、とりわけ組成物のコンポーネントの量についてこの開示内で提供される。
本発明の実践に有用なポリカーボネートの例証は、ハロゲン不含有であり、UP3,431,224中に記載される。これらのポリカーボネートは、カルボネート前駆体(ホスゲン、ハロホルメートまたはカルボネート等)と二価フェノールを反応させることによって調製された芳香族カルボネートポリマーである。好ましい1つのポリカーボネートはポリ(2,2−ジフェニルプロパン)−カルボネートである。典型的には、ポリカーボネートは、75グラム毎10分(g/10分)以下(≦)、より好ましくは≦20g/10分(250℃/1.2キログラム(kg))のメルトインデックス(MI)を有するだろう。典型的には、ポリカーボネートは、50%を超える、好ましくは100%を超える破断時の引張伸びを有するだろう。一実施形態において、ポリカーボネートは衝撃強度が改質されている。
本発明の実践において使用されるポリプロピレンは、プロピレンに由来するその量体単位を少なくとも2分の1有するポリマーである。これらは、プロピレンのホモポリマーに加えて、1つまたは複数のモノマーを備えたプロピレンのコポリマーを含み、それ(すなわちプロピレン)は、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1つまたは複数のコンジュゲートまたは非コンジュゲートのジエンおよび2つ以上のこれらコモノマーの組み合わせ等と共重合することができる。好ましくは、ポリプロピレンは高結晶性ポリプロピレンであり、より好ましくはMFR≦12g/10分(230℃/2.16kg)、より好ましくはMFR≦4g/10分(230℃/2.16kg)を備えた高結晶性ポリプロピレンである。一実施形態において、高結晶性ポリプロピレンは、プロピレンホモポリマーまたはプロピレンミニランダムコポリマー(すなわちプロピレンモノマーに由来する98%〜100%未満の単位を、別のオレフィンモノマー(典型的にはエチレン)に由来する残りの単位と共に含むプロピレンコポリマー)である。
本発明の組成物の相溶化剤コンポーネントはアミン官能基化エラストマー性オレフィンポリマーである。これらの官能基化ポリマーは、オレフィンエラストマー、典型的にはポリオレフィンインターポリマーおよび好ましくはポリオレフィンマルチブロックインターポリマーから作製される。ポリオレフィンインターポリマーの例は、エチレン/α−オレフィンインターポリマー、プロピレン/α−オレフィンインターポリマーおよびマルチブロックエチレン/α−オレフィンインターポリマーである。α−オレフィンは、好ましくはC3−20の直鎖状、分岐状または環状のα−オレフィンである(プロピレン/α−オレフィンインターポリマーについては、エチレンはα−オレフィンと判断される)。C3−20α−オレフィンの例には、プロペン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デケン、1−ドデケン、1−テトラデケン、1−ヘキサデケンおよび1−オクタデケンが含まれる。α−オレフィンは環状構造(シクロヘキサンまたはシクロペンタン)も含むことができ、3−シクロヘキシル−1−プロペン(アリルシクロヘキサン)およびビニルシクロヘキサン等のα−オレフィンを生じる。用語の古典的な意味におけるα−オレフィンではなく、本発明の目的のために、特定の環状オレフィン(ノルボルネンおよび関連するオレフィン等)はα−オレフィンであり、上記の∀−オレフィンのいくつかまたはすべての場所において使用することができる。例示的なポリオレフィンコポリマーには、エチレン/プロピレン、エチレン/ブテン、エチレン/1−ヘキセン、エチレン/1−オクテンおよび同種のものが含まれる。例示的なターポリマーには、エチレン/プロピレン/1−オクテン、エチレン/プロピレン−/ブテン、エチレン/ブテン/1−オクテンおよびエチレン/ブテン/スチレンが含まれる。
(A)約1.7〜約3.5のMw/Mn、摂氏度での少なくとも1つの融点(Tm)、およびグラム/立方センチメートルでの密度(d)(ここで、Tmおよびdの数値は以下の関係に対応する
Tm>−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)2)、または
(B)約1.7〜約3.5のMw/Mn、ならびに融解熱(J/gでの)H)および最も高いDSCピークと最も高いCRYSTAFピークとの間の温度差として定義される摂氏度でのδ量()T))によって特徴づけられる(ここで、)Tおよび)Hの数値は以下の関係を有する
0を超えて130J/gまでの)Hについては、)T>−0.1299()H)+62.81
130J/gを超える)Hについては、)T≧48℃
ここで、CRYSTAFピークは累積ポリマーの少なくとも5パーセントを使用して決定され、ポリマーの5パーセント未満が同定可能なCRYSTAFピークを有するならば、CRYSTAF温度は30℃である);または
(C)300パーセントのひずみおよび1サイクルのパーセントでの弾性回復(Re)はエチレン/α−オレフィンインターポリマーの圧縮成型されたフィルムにより測定され、グラム/立方センチメートルでの密度(d)を有する(ここで、エチレン/α−オレフィンインターポリマーに架橋相が実質的にない場合、Reおよびdの数値は以下の関係を満たす
Re>1481−1629(d));または
(D)TREFを使用して分画された場合40Cと130Cとの間で溶出される分子量画分を有し、この画分は、同じ温度の間に溶出する同等のランダムエチレンインターポリマー画分よりも少なくとも5パーセント高いモルコモノマー含有量を有するという点で特徴づけられる(ここで、前記同等のランダムエチレンインターポリマーは同じコモノマー(複数可)を有し、エチレン/α−オレフィンインターポリマーのものの10パーセント以内のメルトインデックス、密度およびモルコモノマー含有量(ポリマー全体に基づいて)を有する);または
(E)25℃での貯蔵弾性率(G’(25℃))および100℃での貯蔵弾性率(G’(100℃))を有する(ここで、G’(25℃)対G’(100℃)の比は約1:1〜約9:1の範囲である)
を、アミンによる官能基化前に有するとして定義される。エチレン/α−オレフィンインターポリマーは、
(F)TREFを使用して分画した場合に40℃と130℃との間で溶出する分子画分は、画分が少なくとも0.5〜約1までのブロックインデックスおよび約1.3を超える分子量分布(Mw/Mn)を有しているという点で特徴づけられる;または
(G)0を超え約1.0までの平均ブロックインデックスおよび約1.3を超える分子量分布(Mw/Mn)
も有することができる。
本発明の実践に有用な有機リン酸塩難燃剤には、芳香族および脂肪族の両方のリン酸エステルならびにそれらのポリマーが含まれる。脂肪族リン酸エステル難燃剤の例には、トリメチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、モノイソデシルホスフェートおよび2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェートが含まれる。芳香族リン酸エステルの例には、トリキシレニルホスフェート、トリス(フェニルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェートおよびジフェニル−2−メタクリルオイルオキシエチルホスフェートが含まれる。芳香族ビス(リン酸エステル)の例には、レゾルシノールビス(リン酸ジフェニル)(RDP)、レゾルシノール、ビス(ジキシレニルホスフェート)、レゾルシノール、ビス(ジクレジルホスフェート)、ヒドロキノンビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(リン酸ジフェニル)(BPADP)およびテトラキス(2,6−ジメチル−フェニル)−1,3−フェニレンビスホスフェートが含まれる。これらのリン酸エステルは、単独でまたは互いに組み合わせて使用することができる。好ましい有機リン酸塩難燃剤は周囲条件(23℃および大気圧)下で液体である。
本発明の組成物は任意で添加剤も含有することができる。代表的な添加剤には、抗酸化剤、加工補助剤、着色剤、紫外線安定剤(UV吸収剤を含む)、帯電防止剤、成核剤、スリップ剤、可塑剤、潤滑剤、粘度制御剤、粘着性付与剤、抗ブロッキング剤、界面活性剤、エキステンダー油、充填剤、酸掃去剤および金属不活性化剤が含まれるが、これらに限定されない。存在するならば、これらの添加剤は、典型的には、慣習的な方式および組成物の全重量に基づいた慣習的な量(例えば0.01重量%以下〜10重量%以上)で、個別におよび/または集合的に使用される。
本発明の組成物の各コンポーネントの相対的量を表1中に記載する。
本発明の組成物の調合は当業者に公知の標準的な手段によって実行することができる。調合装置の例は、内部バッチミキサー(BANBURYまたはBOLLINGの内部ミキサー等)である。あるいは、連続の一軸スクリューミキサーまたは二軸スクリューミキサー(FARREL連続ミキサー、WERNER AND PFLEIDERER二軸スクリューミキサーまたはBUSS混練連続押出し機等)を使用することができる。利用されるミキサーのタイプおよびミキサーの操作条件は、組成物の特性(粘度、体積抵抗率および押出した表面の平滑性等)に影響を与えるだろう。
一実施形態において、本発明の組成物は、公知の量でおよび公知の方法により(例えばUSP5,246,783および4,144,202中に記載されていた装置および方法により)ケーブルに(例えばシースまたは絶縁層のように)カバーとして適用することができる。典型的には、ポリマー組成物はケーブルコーティングダイスを装備した反応器−押出し機中で調製され、組成物のコンポーネントが配合された後、ケーブルがダイスを介して引き抜かれるように、組成物はケーブルにわたって押出される。
材料および方法
PP/PCブレンドを表2中に示されるようにBRABENDERミキシングボウル中で最初に混合し、次いで3/4”一軸スクリューBRABENDER押出し機中で押出して0.2mmの絶縁層を備えた電線を作製する。使用される電線構築は18のAWG/19ストランド裸銅線である。
追加組成物は引き込み可能なピン混合サンプル形成装置により調製され、一般的デザインおよびその操作プロセスはWO2007/095036中に記載される。組成物およびそれらの特性は表3中に示される。
なお、本発明には以下の実施形態が包含される。
[1]組成物の重量に基づいた重量パーセントで、
A.少なくとも1つのビスフェノール−Aポリカーボネート樹脂を35〜80%、
B.MFR≦12g/10分(230℃/2.16kg)を備えた少なくとも1つのポリプロピレンを10〜35%、
C.少なくとも1つのアミン官能基化エラストマー性ポリマーを0を超えて(>)40%まで、
D.少なくとも1つの有機リン酸塩難燃剤を>0〜30%、および、
E.1つまたは複数の添加剤を0〜10%で含む組成物であって、
A対Bの重量比が1を超える(>)組成物。
[2]前記ポリプロピレンが40%を超える結晶性を有する、[1]に記載の組成物。
[3]前記ポリカーボネート樹脂が、75グラム毎10分(g/10分)以下(≦)(250℃/1.2kg)のメルトフローレイト(MFR)および50%を超える破断時の引張伸びを有する、[1]〜[2]のいずれか一項に記載の組成物。
[4]前記ポリプロピレンがMFR≦4g/10分(230℃/2.16kg)を備えたプロピレンホモポリマーまたはプロピレンミニランダムコポリマーである、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の組成物。
[5]前記アミン官能基化エラストマー性ポリマーがアミン官能基化エチレンマルチブロックインターポリマーである、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の組成物。
[6]前記有機リン酸塩難燃剤が周囲条件下で液体である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の組成物。
[7]添加剤が存在する、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の組成物。
[8]ハロゲン、金属酸化物およびポリマー性リン酸塩が実質的にない、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の組成物。
[9]前記アミン官能基化エラストマー性ポリマーのポリマー骨格が、スチレンに由来する量体単位がなく、前記アミン官能基化エラストマー性ポリマーのポリマー骨格がエポキシ基を含有する量体単位を含有しない、[1]〜[8]のいずれか一項に記載の組成物。
[10][1]〜[9]のいずれか一項に記載の組成物を含む、電線絶縁体シース。
[11][10]に記載の絶縁体シースを含む、電線。
Claims (5)
- 組成物の重量に基づいた重量パーセントで、
A.少なくとも1つのビスフェノール−Aポリカーボネート樹脂を35〜80%、
B.MFR≦12g/10分(230℃/2.16kg)を備えた少なくとも1つのポリプロピレンを10〜35%、
C.少なくとも1つのアミン官能基化エラストマー性オレフィンブロックコポリマーを0を超えて(>)40%まで、
D.少なくとも1つの有機リン酸塩難燃剤を>0〜30%、および、
E.1つまたは複数の添加剤を0〜10%で含む組成物であって、
A対Bの重量比が1を超える(>)組成物。 - 前記アミン官能基化エラストマー性オレフィンブロックコポリマーがアミン官能基化エチレンマルチブロックインターポリマーである、請求項1に記載の組成物。
- 前記有機リン酸塩難燃剤が周囲条件下で液体である、請求項1に記載の組成物。
- 前記アミン官能基化エラストマー性オレフィンブロックコポリマーのポリマー骨格が、スチレンに由来する量体単位がなく、前記アミン官能基化エラストマー性オレフィンブロックコポリマーのポリマー骨格がエポキシ基を含有する量体単位を含有しない、請求項1に記載の組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物を含む、電線絶縁体シース。
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