JP7640334B2 - Flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding and its manufacturing method, flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber composition, and flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding - Google Patents
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Description
本発明は、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体及びその製造方法、難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物、並びに難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品に関する。 The present invention relates to a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding and its manufacturing method, a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition, and a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding.
電気・電子機器の内部配線若しくは外部配線に使用される絶縁電線、ケーブル、コード、光ファイバ心線又は光ファイバコードの各配線材には、機械特性(例えば、引張強さ、引張伸び)など種々の特性が要求されている。 The wiring materials used for the internal or external wiring of electrical and electronic equipment, such as insulated wires, cables, cords, optical fiber cores, and optical fiber cords, are required to have various properties, including mechanical properties (e.g., tensile strength, tensile elongation).
さらに、配線材は、油に接触しうる状態で使用されることがある。このような用途に使用される配線材には、耐油性(浸油しても物性の変化が小さい特性)が要求される。 Furthermore, wiring materials are sometimes used in conditions where they may come into contact with oil. Wiring materials used in such applications are required to be oil resistant (the property of only minor changes in physical properties even when immersed in oil).
上述のような配線材においては、その特性向上のため、被覆層を形成する樹脂又はゴムの架橋処理がよく行われる。樹脂又はゴムを架橋する方法としては、一般に電子線架橋法又は化学架橋法が用いられる。例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂を架橋する方法として、電子線を照射して架橋させる電子線架橋法、また、成形後に熱を加えることにより有機過酸化物等を作用させ架橋反応させる架橋法、及びシラン架橋法等の化学架橋法が挙げられる。
ここで、シラン架橋法とは、有機過酸化物の存在下で不飽和基を有するシランカップリング剤を樹脂又はゴムにシラングラフト化反応(単に、グラフト化反応ともいう。)させてシラングラフト樹脂又はゴムを得た後に成形して、シラノール縮合触媒の存在下でシラングラフト樹脂又はゴムを水分と接触させることにより、架橋した樹脂を得る方法である。
上記の方法のなかでも、特にシラン架橋法は架橋処理に特殊な設備を要しないため、幅広い分野で使用することができる。
In the wiring material as described above, in order to improve the characteristics, a crosslinking treatment is often performed on the resin or rubber forming the coating layer. The method of crosslinking the resin or rubber is generally an electron beam crosslinking method or a chemical crosslinking method. For example, methods of crosslinking polyolefin resin such as polyethylene include an electron beam crosslinking method in which crosslinking is performed by irradiating with an electron beam, a crosslinking method in which a crosslinking reaction is caused by applying heat after molding to the resin by the action of an organic peroxide, and a chemical crosslinking method such as a silane crosslinking method.
The silane crosslinking method is a method in which a silane coupling agent having an unsaturated group is subjected to a silane grafting reaction (also simply referred to as a grafting reaction) with a resin or rubber in the presence of an organic peroxide to obtain a silane grafted resin or rubber, which is then molded and brought into contact with moisture in the presence of a silanol condensation catalyst to obtain a crosslinked resin.
Among the above methods, the silane crosslinking method in particular does not require special equipment for the crosslinking treatment and can therefore be used in a wide range of fields.
このようなシラン架橋法を応用した、耐油性の成形体の製造方法の例として、例えば、特許文献1には、アクリルゴム及びポリプロピレン樹脂を特定量含有するベース樹脂、有機過酸化物、金属水和物、シランカップリング剤、シラノール縮合触媒を溶融混合した後に、成形し、得られた成形体を水と接触させる製造方法が記載されている。特許文献2には、エチレン-アクリルゴムと、不飽和カルボン酸成分で変性されたポリオレフィン樹脂とを特定量含有するベースゴム、有機過酸化物、無機フィラー、シランカップリング剤、シラノール縮合触媒を溶融混合した後に、成形し、得られた成形体を水と接触させる製造方法が記載されている。 As an example of a method for manufacturing an oil-resistant molded body that applies this silane crosslinking method, for example, Patent Document 1 describes a manufacturing method in which a base resin containing specific amounts of acrylic rubber and polypropylene resin, an organic peroxide, a metal hydrate, a silane coupling agent, and a silanol condensation catalyst are melt-mixed, molded, and the resulting molded body is brought into contact with water. Patent Document 2 describes a manufacturing method in which a base rubber containing specific amounts of ethylene-acrylic rubber and polyolefin resin modified with an unsaturated carboxylic acid component, an organic peroxide, an inorganic filler, a silane coupling agent, and a silanol condensation catalyst are melt-mixed, molded, and the resulting molded body is brought into contact with water.
上述の、特定のシラン架橋法においてアクリルゴムと特定の成分を組み合わせて含有するベースゴムを採用する特許文献1及び特許文献2に記載の技術により、高温耐油性をある程度実現することができる。
しかし、配線材には、一般に、上記高温耐油性に加えて、高い引張特性と難燃性とを備えていることが求められている。本発明者らが検討したところ、特許文献1及び2に記載された製造方法によって得られる成形体は引張特性について十分ではなく耐油性との両立の点で改善の余地がある。また、特許文献1及び2に記載された製造方法は、溶融混練、成形等の際の製造時の負荷(例えば、押出成形では押出機のスクリューのトルク)を更に低減して、汎用の成形機を用いて所定の配線材を製造できれば実際の製造的観点から大幅な利点が期待できる。
The above-mentioned techniques described in Patent Documents 1 and 2, which employ a base rubber containing a combination of acrylic rubber and a specific component in a specific silane crosslinking method, can achieve high-temperature oil resistance to a certain degree.
However, wiring materials are generally required to have high tensile properties and flame retardancy in addition to the high-temperature oil resistance. The inventors have found that the molded bodies obtained by the manufacturing methods described in Patent Documents 1 and 2 do not have sufficient tensile properties and there is room for improvement in terms of compatibility with oil resistance. In addition, the manufacturing methods described in Patent Documents 1 and 2 can be expected to be significantly advantageous from the practical manufacturing perspective if the load during melt kneading, molding, etc. during manufacturing (for example, the torque of the extruder screw in extrusion molding) can be further reduced and a predetermined wiring material can be manufactured using a general-purpose molding machine.
本発明は、高温耐油性を維持しながら、優れた引張特性及び難燃性を有する難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を、製造時の工程負荷を低減して得ることができる製造方法、この製造方法により得られる難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体、並びに難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品を提供することを課題とする。
また、本発明は、この難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造に好適な、難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide a production method by which a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article having excellent tensile properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance can be obtained by reducing the process load during production, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article obtained by this production method, and a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article.
Another object of the present invention is to provide a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition suitable for producing the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding.
本発明者らは、エチレン-アクリルゴムを用いたシラン架橋法を採用するに当たり、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂を必須とせずに、エチレン-アクリルゴム10~70質量%を含有し、この含有率が、エチレン-アクリルゴムとエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂との合計含有率として35~70質量%の範囲になる質量割合であるベースアクリルゴムとした上で、ベースアクリルゴムの全量の40~79質量%をシランマスターバッチの調製時に、全量の21~60質量%を触媒マスターバッチの調製時に用いて、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を製造することにより、製造工程(溶融混練、押出成形等)の負荷を低減できること、得られる難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を、高温耐油性を維持しつつ、優れた引張特性及び難燃性を有するものとできること、を見出した。本発明者らはこれらの知見に基づきさらに研究を重ね、本発明をなすに至った。 The present inventors have found that, in adopting the silane crosslinking method using ethylene-acrylic rubber, no ethylene resin other than ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/cm 3 is essential, the base acrylic rubber contains 10 to 70 mass % of ethylene-acrylic rubber, and this content is a mass ratio in the range of 35 to 70 mass % as the total content of the ethylene-acrylic rubber and the ethylene-vinyl acetate copolymer resin, and 40 to 79 mass % of the total amount of the base acrylic rubber is used in the preparation of the silane master batch, and 21 to 60 mass % of the total amount is used in the preparation of the catalyst master batch to produce a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article, thereby reducing the load in the production process (melt kneading, extrusion molding, etc.), and the obtained flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article can have excellent tensile properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance. Based on these findings, the present inventors have further researched and have come to the present invention.
本発明の課題は以下の手段によって達成された。
〔1〕
下記工程(1)、工程(2)及び工程(3)を有する難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法であって、
工程(1):ベースアクリルゴム100質量部に対して、有機過酸化物0.01~0.6質量部と、金属水和物75~200質量部と、前記有機過酸化物から発生したラジカルの存在下で前記ベースアクリルゴムとグラフト化反応しうるグラフト化反応部位を有するシランカップリング剤1~15質量部と、シラノール縮合触媒とを溶融混合して、前記有機過酸化物から発生したラジカルによって前記グラフト化反応部位と前記ベースアクリルゴムのグラフト化反応可能な部位とをグラフト化反応させることにより、シラン架橋性アクリルゴムを含む難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を得る工程
工程(2):前記難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を成形して、成形体を得る工程
工程(3):前記成形体を水と接触させて、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を得る工程
前記ベースアクリルゴムが、エチレン-アクリルゴム10~70質量%、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂45質量%以下、及び密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂45質量%以下を、前記エチレン-アクリルゴムと前記エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂との合計含有率がベースアクリルゴム100質量%中、35~70質量%の範囲になる質量割合で含有し、前記密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂を含有せず、
前記工程(1)が下記工程(a-1)、工程(a-2)、工程(b)、及び工程(c)を有する、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
工程(a-1):前記金属水和物及び前記シランカップリング剤を混合して混合物を調製する工程
工程(a-2):前記混合物と前記ベースアクリルゴムの全量の40~79質量%とを、前記有機過酸化物の存在下で前記有機過酸化物の分解温度以上の温度において溶融混合して、前記有機過酸化物から発生したラジカルによって前記グラフト化反応部位と前記ベースアクリルゴムのグラフト化反応可能な部位とをグラフト化反応させることにより、シラン架橋性アクリルゴムを含むシランマスターバッチを調製する工程
工程(b):前記ベースアクリルゴムの全量の21~60質量%及び前記シラノール縮合触媒を溶融混合して、触媒マスターバッチを調製する工程
工程(c):前記シランマスターバッチと前記触媒マスターバッチとを溶融混合して、前記難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を得る工程
〔2〕
前記ベースアクリルゴムがスチレンエラストマー1~15質量%及び鉱物性オイル1~15質量%を含有する〔1〕に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
〔3〕
前記ベースアクリルゴムがプロピレン樹脂1~10質量%及び酸変性エチレン樹脂1~10質量%を含有する〔1〕又は〔2〕に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
〔4〕
前記ベースアクリルゴム100質量部に対して赤燐を2.5~10質量部溶融混合する〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
〔5〕
前記金属水和物を、前記ベースアクリルゴム100質量部に対して、100~200質量部溶融混合する、〔1〕~〔4〕のいずれか1項に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
〔6〕
前記シラノール縮合触媒を、前記ベースアクリルゴム100質量部に対して、0.01~0.5質量部溶融混合する、〔1〕~〔5〕のいずれか1項に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
〔7〕
前記エチレン-アクリルゴムが、エチレンとアクリル酸アルキルエステルとの二元共重合体、若しくはエチレンとアクリル酸アルキルエステルとカルボキシ基を含有する共重合成分との三元共重合体、又はこれらの混合物を含む、〔1〕~〔6〕のいずれか1項に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
〔8〕
前記工程(1)において、前記ベースアクリルゴム100質量部に対して、前記金属水和物75~200質量部と、前記シランカップリング剤1~15質量部と、前記有機過酸化物0.01~0.6質量部と、前記シラノール縮合触媒0.01~0.5質量部とを溶融混合する、〔1〕~〔4〕、〔6〕~〔7〕のいずれか1項に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
〔9〕
〔1〕~〔8〕のいずれか1項に記載の製造方法の工程(1)により製造されてなる難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物。
〔10〕
〔1〕~〔8〕のいずれか1項に記載の難燃性シラン架橋ゴム成形体の製造方法により製造されてなる難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体。
〔11〕
〔10〕に記載の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品。
The object of the present invention has been achieved by the following means.
[1]
A method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding, comprising the following steps (1), (2) and (3):
Step (1): A step of melt-mixing 0.01 to 0.6 parts by mass of an organic peroxide, 75 to 200 parts by mass of a metal hydrate, 1 to 15 parts by mass of a silane coupling agent having a graft reaction site capable of undergoing a graft reaction with the base acrylic rubber in the presence of radicals generated from the organic peroxide, and a silanol condensation catalyst, relative to 100 parts by mass of a base acrylic rubber, to cause a graft reaction between the graft reaction site and a site capable of undergoing a graft reaction of the base acrylic rubber by the radicals generated from the organic peroxide, thereby obtaining a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition containing a silane-crosslinkable acrylic rubber. Step (2): A step of molding the flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition to obtain a molded body. Step (3): A step of contacting the molded body with water to obtain a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body. The base acrylic rubber is 10 to 70% by mass of ethylene-acrylic rubber, 45% by mass or less of ethylene-vinyl acetate copolymer resin, and has a density of 0.910 to 0.940 g/cm. The ethylene resin composition according to claim 3 , wherein the total content of the ethylene-acrylic rubber and the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is in the range of 35 to 70 mass% in 100 mass% of the base acrylic rubber, and the ethylene resin composition according to claim 3 does not contain any ethylene resin other than the ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/cm3,
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded product, wherein the step (1) comprises the following steps (a-1), (a-2), (b), and (c):
Step (a-1): A step of mixing the metal hydrate and the silane coupling agent to prepare a mixture. Step (a-2): A step of melt-mixing the mixture and 40 to 79% by mass of the total amount of the base acrylic rubber in the presence of the organic peroxide at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the organic peroxide, and preparing a silane master batch containing a silane crosslinkable acrylic rubber by causing a graft reaction between the graft reaction site and a graft reaction site of the base acrylic rubber by radicals generated from the organic peroxide. Step (b): A step of melt-mixing 21 to 60% by mass of the total amount of the base acrylic rubber and the silanol condensation catalyst to prepare a catalyst master batch. Step (c): A step of melt-mixing the silane master batch and the catalyst master batch to obtain the flame-retardant silane crosslinkable acrylic rubber composition [2].
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to [1], wherein the base acrylic rubber contains 1 to 15% by mass of a styrene elastomer and 1 to 15% by mass of a mineral oil.
[3]
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to [1] or [2], wherein the base acrylic rubber contains 1 to 10% by mass of a propylene resin and 1 to 10% by mass of an acid-modified ethylene resin.
[4]
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to any one of [1] to [3], wherein 2.5 to 10 parts by mass of red phosphorus is melt-mixed with 100 parts by mass of the base acrylic rubber.
[5]
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to any one of [1] to [4], wherein 100 to 200 parts by mass of the metal hydrate is melt-mixed with 100 parts by mass of the base acrylic rubber.
[6]
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to any one of [1] to [5], wherein the silanol condensation catalyst is melt-mixed in an amount of 0.01 to 0.5 parts by mass per 100 parts by mass of the base acrylic rubber.
[7]
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to any one of [1] to [6], wherein the ethylene-acrylic rubber comprises a binary copolymer of ethylene and an alkyl acrylate ester, or a ternary copolymer of ethylene, an alkyl acrylate ester, and a copolymerization component containing a carboxy group, or a mixture thereof.
[8]
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to any one of [1] to [4] and [6] to [7], wherein in the step (1), 75 to 200 parts by mass of the metal hydrate, 1 to 15 parts by mass of the silane coupling agent, 0.01 to 0.6 parts by mass of the organic peroxide, and 0.01 to 0.5 parts by mass of the silanol condensation catalyst are melt-mixed with respect to 100 parts by mass of the base acrylic rubber.
[9]
A flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition produced by the step (1) of the production method according to any one of [1] to [8].
[10]
A flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article produced by the method for producing a flame-retardant silane-crosslinked rubber molded article according to any one of [1] to [8].
[11]
A flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding comprising the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding according to [10].
本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。 In this specification, a numerical range expressed using "~" means a range that includes the numerical values written before and after "~" as the lower and upper limits.
本発明は、優れた高温耐油性、引張特性、及び難燃性を兼ね備えた難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を、溶融混練、成形等の工程負荷を低減して製造できる製造方法、この製造法により得られる難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体、並びにこのシラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品を提供できる。また、このような優れた特性を示す難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造に好適な、難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を提供できる。 The present invention provides a manufacturing method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body having excellent high-temperature oil resistance, tensile properties, and flame retardancy while reducing the process load of melt kneading, molding, etc., a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body obtained by this manufacturing method, and a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded product including this silane-crosslinked acrylic rubber molded body. It also provides a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber composition suitable for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body exhibiting such excellent properties.
まず、本発明において用いる各成分について説明する。 First, we will explain each component used in the present invention.
<ベースアクリルゴム>
本発明に用いられるベースアクリルゴムは、ゴム成分としてエチレン-アクリルゴムを含有する。ベースアクリルゴムは、さらに、任意成分としてエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、及び0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂、さらには、スチレンエラストマー、鉱物性オイル、プロピレン樹脂、及び酸変性エチレン樹脂を含有できる。これらの成分は、いずれも、有機過酸化物から発生したラジカルの存在下において、シランカップリング剤のグラフト化反応部位とグラフト化反応可能な部位、例えば炭素鎖の不飽和結合部位や、水素原子を有する炭素原子を主鎖中又はその末端に有している。
さらに、ベースアクリルゴムは、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂を含有しない。
<Base acrylic rubber>
The base acrylic rubber used in the present invention contains an ethylene-acrylic rubber as a rubber component. The base acrylic rubber may further contain, as optional components, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin, and an ethylene resin of 0.910 to 0.940 g/ cm3 , as well as a styrene elastomer, a mineral oil, a propylene resin, and an acid-modified ethylene resin. All of these components have a site capable of undergoing a graft reaction with the graft reaction site of the silane coupling agent in the presence of radicals generated from an organic peroxide, such as an unsaturated bond site in a carbon chain or a carbon atom having a hydrogen atom in the main chain or at its terminal.
Furthermore, the base acrylic rubber does not contain any ethylene resin other than ethylene resins having a density of 0.910 to 0.940 g/cm 3 .
- エチレン-アクリルゴム -
本発明において、エチレン-アクリルゴムは、構成成分として少なくともエチレンとアクリル酸アルキルエステルとを共重合して得られるものをいう。エチレン-アクリルゴムは、アクリル酸アルキルエステル成分を50質量%以上含むものが好ましい。アクリル酸アルキルエステル成分は60質量%以下が好ましい。単量体成分としてアクリル酸メチル及び/又はアクリル酸エチルを含むものがより好ましく、アクリル酸メチルを含むものが特に好ましい。
エチレン-アクリルゴムとしては、エチレンとアクリル酸アルキルエステルとの二元共重合体や、これにさらにカルボキシ基を含有する共重合成分を共重合させた三元共重合体等の各共重合体からなるゴムを好適に使用することができる。中でも、三元共重合体からからなるゴムが特に好ましい。このような、カルボキシ基を含有する共重合成分としては、カルボキシ基と、エチレン又はアクリル酸アルキルエステルと共重合可能な不飽和基(通常、エチレン性不飽和基)とを有する化合物が挙げられる。例えば、(メタ)アクリル酸、及びマレイン酸が挙げられる。三元共重合体としては、例えば、エチレン-アクリル酸アルキルエステル-アクリル酸共重合体やエチレン-アクリル酸アルキルエステル-マレイン酸共重合体が挙げられ、特にエチレン-アクリル酸アルキルエステル-アクリル酸共重合体が好ましい。エチレン-アクリルゴムは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
二元共重合体からなるエチレン-アクリルゴムとしては、例えば、ベイマックDPやベイマックDLSが挙げられる。三元共重合体からなるエチレン-アクリルゴムとしては、例えば、ベイマックG、ベイマックHG、ベイマックLS、ベイマックGLS、ベイマックUltra HT-OR(商品名、いずれも三井・デュポンポリケミカル社製)が挙げられる。
- Ethylene-acrylic rubber -
In the present invention, the ethylene-acrylic rubber refers to a rubber obtained by copolymerizing at least ethylene and an alkyl acrylate as constituent components. The ethylene-acrylic rubber preferably contains 50% by mass or more of an alkyl acrylate component. The alkyl acrylate component is preferably 60% by mass or less. The rubber more preferably contains methyl acrylate and/or ethyl acrylate as a monomer component, and particularly preferably contains methyl acrylate.
As the ethylene-acrylic rubber, rubbers made of various copolymers such as a binary copolymer of ethylene and an alkyl acrylate ester, and a ternary copolymer obtained by further copolymerizing the binary copolymer with a copolymer component containing a carboxyl group can be suitably used. Among them, rubbers made of a ternary copolymer are particularly preferred. Examples of such copolymer components containing a carboxyl group include compounds having a carboxyl group and an unsaturated group (usually an ethylenically unsaturated group) copolymerizable with ethylene or an alkyl acrylate ester. Examples of such copolymers include (meth)acrylic acid and maleic acid. Examples of the ternary copolymer include an ethylene-alkyl acrylate ester-acrylic acid copolymer and an ethylene-alkyl acrylate ester-maleic acid copolymer, and an ethylene-alkyl acrylate ester-acrylic acid copolymer is particularly preferred. The ethylene-acrylic rubber may be used alone or in combination of two or more kinds.
Examples of ethylene-acrylic rubbers made of binary copolymers include Baymac DP and Baymac DLS. Examples of ethylene-acrylic rubbers made of ternary copolymers include Baymac G, Baymac HG, Baymac LS, Baymac GLS, and Baymac Ultra HT-OR (product names, all manufactured by DuPont-Mitsui Polychemicals).
- エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂 -
エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂としては、エチレンと酢酸ビニルとを共重合して得られる共重合体の樹脂等が挙げられる。エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
- Ethylene-vinyl acetate copolymer resin -
The ethylene-vinyl acetate copolymer resin may be a copolymer resin obtained by copolymerizing ethylene and vinyl acetate, etc. The ethylene-vinyl acetate copolymer resin may be used alone or in combination of two or more kinds.
- 密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂 -
本発明のベースアクリルゴムに密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂を含有させることにより、機械的強度、伸び特性を向上することができる。密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂の密度は、0.920~0.940g/cm3がより好ましい。このような密度のエチレン樹脂を用いることにより、金属水和物の受容性が高まり、優れた機械特性を得られるとともに、高温耐油性も維持できる。エチレン樹脂の密度は、JIS K 7112に記載の方法によって、測定することができる。
密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂は、後述するエチレン樹脂の内、上記密度を有するものを選択することができる。本発明において、特に密度を特定せずに「エチレン樹脂」と記載する場合には、密度が限定されないものを意味する。
- Ethylene resin with density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 -
By incorporating an ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 in the base acrylic rubber of the present invention, it is possible to improve the mechanical strength and elongation properties. The density of the ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 is more preferably 0.920 to 0.940 g/ cm3 . By using an ethylene resin having such a density, the acceptability of metal hydrates is increased, excellent mechanical properties are obtained, and high-temperature oil resistance can be maintained. The density of the ethylene resin can be measured by the method described in JIS K 7112.
The ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 can be selected from the ethylene resins described below that have the above density. In the present invention, when the term "ethylene resin" is used without specifying the density, it means that the density is not limited.
エチレン樹脂としては、エチレン性不飽和結合を有する化合物を重合又は共重合して得られる重合体からなる樹脂(エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂及びプロピレン樹脂を除く)であって、上記密度を有するものであれば特に限定されず、従来、電線の被覆材の用途に使用されているものを使用することができる。例えば、ポリエチレン、エチレン-α-オレフィン共重合体等の各重合体からなる樹脂が挙げられる。エチレン樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ポリエチレン樹脂は、エチレン構成成分を含む重合体の樹脂であればよく、エチレンのみからなる単独重合体、エチレンとα-オレフィン(好ましくは5mol%以下)との共重合体(ポリプロピレンに該当するものを除く)、並びに、エチレンと官能基に炭素、酸素及び水素原子だけを持つ非オレフィン(好ましくは1mol%以下)との共重合体からなる樹脂が包含される。なお、上述のα-オレフィレン及び非オレフィンはポリエチレンの共重合成分として従来用いられる公知のものを特に制限されることなく用いることができる。
ポリエチレン樹脂としては、例えば、HDPE(高密度ポリエチレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、UHMW-PE(超高分子量ポリエチレン)、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、MDPE(中密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)等が挙げられる。LLDPEは、メタロセン触媒存在下に合成されたLLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)であってもよい。これらのポリエチレン樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのポリエチレン樹脂の中でも、LLDPEを使用することが好ましい。
エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂としては、例えばエチレンと炭素数4~12のα-オレフィンとの共重合体の樹脂が挙げられ、α-オレフィンとしては、1-ブテン、1-へキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン等が挙げられる。これらのエチレン-αオレフィン共重合体樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The ethylene resin is not particularly limited as long as it is a resin (excluding ethylene-vinyl acetate copolymer resin and propylene resin) made of a polymer obtained by polymerizing or copolymerizing a compound having an ethylenically unsaturated bond and has the above density, and those conventionally used for applications as coating materials for electric wires can be used. Examples include resins made of polymers such as polyethylene and ethylene-α-olefin copolymer. The ethylene resin may be used alone or in combination of two or more kinds.
The polyethylene resin may be any resin of a polymer containing an ethylene constituent component, and includes a homopolymer consisting of only ethylene, a copolymer (excluding those corresponding to polypropylene) of ethylene and an α-olefin (preferably 5 mol % or less), and a copolymer of ethylene and a non-olefin (preferably 1 mol % or less) having only carbon, oxygen and hydrogen atoms in the functional group. The above-mentioned α-olefin and non-olefin may be any known one that has been conventionally used as a copolymerization component of polyethylene, without any particular limitation.
Examples of polyethylene resins include HDPE (high density polyethylene), LDPE (low density polyethylene), UHMW-PE (ultra-high molecular weight polyethylene), LLDPE (linear low density polyethylene), MDPE (medium density polyethylene), and VLDPE (very low density polyethylene). The LLDPE may be LLDPE (linear low density polyethylene) synthesized in the presence of a metallocene catalyst. These polyethylene resins may be used alone or in combination of two or more. Of these polyethylene resins, it is preferable to use LLDPE.
Examples of the ethylene-α-olefin copolymer resin include copolymer resins of ethylene and an α-olefin having 4 to 12 carbon atoms, and examples of the α-olefin include 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, etc. These ethylene-α-olefin copolymer resins may be used alone or in combination of two or more.
エチレン樹脂は、市販されているものとしては、例えば「エボリュー」(商品名:(株)プライムポリマー製)等を挙げることができる。 Commercially available ethylene resins include, for example, "Evolue" (product name: manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.).
- 密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂 -
ベースアクリルゴムは、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂を含有しない。このようなエチレン樹脂としては、上記エチレン樹脂の内、密度が0.910~0.940g/cm3の範囲にないものが挙げられる。
- Ethylene resin other than ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 -
The base acrylic rubber does not contain any ethylene resin other than ethylene resins having a density of 0.910 to 0.940 g/cm 3. Such ethylene resins include the above ethylene resins that do not have a density in the range of 0.910 to 0.940 g/cm 3 .
- スチレンエラストマー -
本発明に用いるスチレンエラストマーは、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とに由来する構成成分の共重合体ブロック、及び/又は、上記化合物に由来する構成成分を主体としたブロック共重合体若しくはランダム共重合体の水素添加物である。
芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-第3ブチルスチレンなどのうちから1種又は2種以上を選択でき、中でもスチレンが好ましい。共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンなどのうちから1種又は2種以上を選択でき、中でも、ブタジエン、イソプレン又はこれらの組み合せが好ましい。
スチレンエラストマーとしては、ポリスチレンブロックとポリオレフィン構造のエラストマーブロックで構成された、二元又は三元の共重合体を使用することができる。
上記共重合体の水素添加物(以下、水添共重合体という場合がある)は、芳香族ビニル化合物に由来する構成成分を5~70質量%、更には10~60質量%含むものが好ましい。この含有量は、例えばクロロホルム溶液を用いた紫外線分光光度計にて、UV吸収スペクトルを測定することによって求められる。
スチレンエラストマーとしては、例えば、SBS(スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー)、SIS(スチレン-イソプレン-スチレンブロックコポリマー)、SEBS(スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー:水素化SBS)、SEEPS(スチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー)、SEPS(スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー:水素化SIS)、HSBR(水素化スチレン-ブタジエンランダムコポリマー)等を挙げることができる。スチレンエラストマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
スチレンエラストマーとしては、例えば、「セプトン」(商品名、クラレ社製)、「タフテック」(商品名、旭化成ケミカルズ社製)、「ダイナロン」(商品名、JSR社製)を挙げることができる。
- Styrene elastomer -
The styrene elastomer used in the present invention is a copolymer block of components derived from an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound, and/or a hydrogenated product of a block copolymer or random copolymer mainly composed of components derived from the above compounds.
The aromatic vinyl compound may be one or more selected from, for example, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-tertiary butylstyrene, etc., with styrene being preferred. The conjugated diene compound may be one or more selected from, for example, butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, etc., with butadiene, isoprene, or a combination thereof being preferred.
As the styrene elastomer, a binary or ternary copolymer composed of a polystyrene block and an elastomer block having a polyolefin structure can be used.
The hydrogenated copolymer (hereinafter sometimes referred to as hydrogenated copolymer) preferably contains 5 to 70% by mass, more preferably 10 to 60% by mass, of a component derived from an aromatic vinyl compound. This content can be determined, for example, by measuring the UV absorption spectrum with an ultraviolet spectrophotometer using a chloroform solution.
Examples of styrene elastomers include SBS (styrene-butadiene-styrene block copolymer), SIS (styrene-isoprene-styrene block copolymer), SEBS (styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer: hydrogenated SBS), SEEPS (styrene-ethylene-ethylene-propylene-styrene block copolymer), SEPS (styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymer: hydrogenated SIS), HSBR (hydrogenated styrene-butadiene random copolymer), etc. One type of styrene elastomer may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Examples of styrene elastomers include "Septon" (product name, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), "Tuftec" (product name, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation), and "Dynaron" (product name, manufactured by JSR Corporation).
- 鉱物性オイル -
本発明に用いる鉱物性オイルは、芳香族環を有するオイル、ナフテン環を有するオイル及びパラフィン鎖を有するオイルの三者を含む混合油である。パラフィンオイルとは、パラフィン鎖の炭素数(CP)が、芳香族環、ナフテン環及びパラフィン鎖の全炭素数に対して例えば50%以上75%未満で、ナフテン鎖の炭素数(CN)が20以上40%未満、芳香族環(CA)の炭素数が3以上10%未満を占めるものをいう。ナフテンオイルとは、上記全炭素数に対して、CNが40以上60%未満、CPが30%以上50%未満、かつCAが8%以上16%未満のもの、芳香族オイルとはCAが16%以上のものを、いう。
鉱物性オイル(ゴム用軟化材)としては、パラフィンオイル又はナフテンオイルを用いることができ、機械的強度の点でパラフィンオイルが好ましい。
パラフィンオイルは、40℃における動的粘度が20~500cSt、流動点が-10~-15℃、引火点(COC)が180~300℃を示すものが好ましい。
鉱物性オイルとしては、例えば、「ダイアナプロセスオイル」(商品名、出光興産社製)、「コスモニュートラル」(商品名、コスモ石油ルブリカンツ社製)等を挙げることができる。
- Mineral oil -
The mineral oil used in the present invention is a mixed oil containing an oil having an aromatic ring, an oil having a naphthene ring, and an oil having a paraffin chain. Paraffin oil refers to an oil in which the carbon number (CP) of the paraffin chain is, for example, 50% or more and less than 75% of the total carbon number of the aromatic ring, naphthene ring, and paraffin chain, the carbon number (CN) of the naphthene chain is 20% or more and less than 40%, and the carbon number of the aromatic ring (CA) is 3% or more and less than 10%. Naphthene oil refers to an oil in which CN is 40% or more and less than 60%, CP is 30% or more and less than 50%, and CA is 8% or more and less than 16% of the total carbon number, and aromatic oil refers to an oil in which CA is 16% or more.
As the mineral oil (rubber softener), paraffin oil or naphthene oil can be used, with paraffin oil being preferred in terms of mechanical strength.
The paraffin oil preferably has a dynamic viscosity at 40°C of 20 to 500 cSt, a pour point of -10 to -15°C, and a flash point (COC) of 180 to 300°C.
Examples of mineral oils include "Diana Process Oil" (product name, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) and "Cosmo Neutral" (product name, manufactured by Cosmo Oil Lubricants Co., Ltd.).
- プロピレン樹脂 -
プロピレン樹脂は、主成分がプロピレン構成成分を含む重合体の樹脂であればよく、プロピレンの単独重合体、エチレン-プロピレンランダム共重合体、エチレン-プロピレンブロック共重合体等の樹脂を使用することができる。
エチレン-プロピレンランダム共重合体は、エチレン成分の含有量が1~10質量%程度のものをいい、エチレン成分がプロピレン鎖中にランダムに取り込まれているものをいう。また、エチレン-プロピレンブロック共重合体は、エチレンやエチレン-プロピレンゴム(EPR)成分の含有量が5~20質量%程度のものをいい、プロピレン成分の中にエチレンやEPR成分が独立して存在する海島構造であるものをいう。プロピレン樹脂として特に好ましいものは、外観の点で、エチレン-プロピレンランダム共重合体の樹脂である。エチレン成分含有量は、ASTM D3900に記載の方法に準拠して、測定される値である。
プロピレン樹脂は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
- Propylene resin -
The propylene resin may be any resin whose main component is a polymer containing a propylene constituent, and resins such as a propylene homopolymer, an ethylene-propylene random copolymer, or an ethylene-propylene block copolymer can be used.
The ethylene-propylene random copolymer refers to a copolymer having an ethylene component content of about 1 to 10% by mass, in which the ethylene component is randomly incorporated into the propylene chain. The ethylene-propylene block copolymer refers to a copolymer having an ethylene or ethylene-propylene rubber (EPR) component content of about 5 to 20% by mass, in which the ethylene or EPR component is present independently in the propylene component, forming an island-sea structure. In terms of appearance, the propylene resin is particularly preferably an ethylene-propylene random copolymer resin. The ethylene component content is a value measured in accordance with the method described in ASTM D3900.
The propylene resin may be used alone or in combination of two or more kinds.
- 酸変性エチレン樹脂 -
酸変性エチレン樹脂としては、上記エチレン樹脂を酸変性して得られる樹脂を用いることができる。酸変性エチレン樹脂に用いられるエチレン樹脂の密度は特に限定されない。酸変性に用いられる酸としては、特に限定されず、通常用いられる不飽和カルボン酸等が挙げられる。
- Acid modified ethylene resin -
The acid-modified ethylene resin may be a resin obtained by modifying the above-mentioned ethylene resin with an acid. The density of the ethylene resin used for the acid-modified ethylene resin is not particularly limited. The acid used for the acid modification is not particularly limited, and may be a commonly used unsaturated carboxylic acid.
- 他のベースアクリルゴム成分 -
本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の樹脂又はゴムを用いることが出来る。
- Other base acrylic rubber components -
Resins or rubbers other than those mentioned above may be used as long as the effects of the present invention are not impaired.
- ベースアクリルゴム中の含有率 -
ベースアクリルゴムは、各成分の総計が100質量%となるように、各成分の含有率が下記範囲内から決定される。
エチレン-アクリルゴムの含有率は、ベースアクリルゴム100質量%中、10~70質量%である。この含有率が少なすぎると、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体に十分な難燃性、さらには高温耐油性を実現することができないことがある。一方、含有率が多すぎると、十分な引張特性を実現できないことがある。
ベースアクリルゴム中の、エチレン-アクリルゴムの含有率は、30~70質量%であることが好ましく、32~70質量%がより好ましく、35~55質量%が特に好ましい。エチレン-アクリルゴムの含有率が上記範囲内にあると、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の難燃性又は高温耐油性をさらに向上させることができる。
エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂の含有率は、ベースアクリルゴム100質量%中、45質量%以下である。エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂の含有率が多すぎると優れた高温耐油性を実現できないことがある。エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂の含有率は、10~40質量%が好ましく、15~35質量%がより好ましい。
エチレン-アクリルゴム及びエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂は、それぞれ、単独で上記範囲内の含有量を満たしたうえで、エチレン-アクリルゴムとエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂との合計含有率がベースアクリルゴム100質量%中、35~70質量%の範囲に設定される。合計含有率が多すぎると、十分な引張特性を実現できない場合がある。また、製造時の負荷が高くなりすぎる場合がある。合計含有率が少なすぎると、十分な難燃性が実現できない場合がある。合計含有率は、40~65質量%が好ましく、45~60量%がより好ましく、その下限値を50質量%以上とすることもできる。50質量%以上にすることにより、より高度の難燃性を実現できる傾向にある。
- Content in base acrylic rubber -
The content of each component of the base acrylic rubber is determined within the following range so that the total of each component is 100 mass %.
The content of the ethylene-acrylic rubber is 10 to 70 mass% in 100 mass% of the base acrylic rubber. If this content is too low, the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding may not be able to achieve sufficient flame retardancy and high-temperature oil resistance. On the other hand, if the content is too high, the tensile properties may not be sufficient.
The content of the ethylene-acrylic rubber in the base acrylic rubber is preferably 30 to 70 mass%, more preferably 32 to 70 mass%, and particularly preferably 35 to 55 mass%. When the content of the ethylene-acrylic rubber is within the above range, the flame retardancy or high-temperature oil resistance of the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article can be further improved.
The content of the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is 45% by mass or less in 100% by mass of the base acrylic rubber. If the content of the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is too high, excellent high-temperature oil resistance may not be achieved. The content of the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 15 to 35% by mass.
The ethylene-acrylic rubber and the ethylene-vinyl acetate copolymer resin each individually satisfy the above-mentioned range of content, and the total content of the ethylene-acrylic rubber and the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is set to a range of 35 to 70 mass% in 100 mass% of the base acrylic rubber. If the total content is too high, sufficient tensile properties may not be realized. In addition, the load during production may become too high. If the total content is too low, sufficient flame retardancy may not be realized. The total content is preferably 40 to 65 mass%, more preferably 45 to 60 mass%, and the lower limit may be set to 50 mass% or more. By setting it to 50 mass% or more, a higher level of flame retardancy tends to be realized.
密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂の含有率は、ベースアクリルゴム100質量%中、45質量%以下であり、好ましくは5~45質量%、さらに好ましくは15~40質量%である。この含有率が多すぎると、十分な難燃性が実現できない場合がある。 The content of the ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 is 45% by mass or less, preferably 5 to 45% by mass, and more preferably 15 to 40% by mass, in 100% by mass of the base acrylic rubber. If this content is too high, sufficient flame retardancy may not be achieved.
本発明において、「密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂を含有しない」とは、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂が、本発明の効果を損なわい限りは存在していてもよいことを意味する。例えば、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂の含有率は、ベースアクリルゴム100質量%中、5質量%以下であり、1質量%以下であることが好ましい。 In the present invention, "containing no ethylene resin other than ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/cm 3 " means that ethylene resin other than ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/cm 3 may be present as long as it does not impair the effects of the present invention. For example, the content of ethylene resin other than ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/cm 3 is 5% by mass or less, and preferably 1% by mass or less, in 100% by mass of the base acrylic rubber.
スチレンエラストマーの含有率は、特に限定されないが、ベースアクリルゴム100質量%中、15質量%以下が好ましく、1~15質量%がより好ましく、1~10質量%がさらに好ましく、2~8質量%が特に好ましい。この範囲であると、高温耐油性、機械特性を高めることができる。 The content of styrene elastomer is not particularly limited, but is preferably 15% by mass or less, more preferably 1 to 15% by mass, even more preferably 1 to 10% by mass, and particularly preferably 2 to 8% by mass, out of 100% by mass of the base acrylic rubber. Within this range, high-temperature oil resistance and mechanical properties can be improved.
鉱物性オイルの含有率は、特に限定されないが、ベースアクリルゴム100質量%中、15質量%以下が好ましく、1~15質量%がより好ましく、1~10質量%がさらに好ましく、2~8質量%が特に好ましい。この範囲であると、高温耐油性を維持しつつ、機械特性及び難燃性を高めることができる。また、製造時の負荷を低減することができる。 The content of mineral oil is not particularly limited, but is preferably 15% by mass or less, more preferably 1 to 15% by mass, even more preferably 1 to 10% by mass, and particularly preferably 2 to 8% by mass, out of 100% by mass of the base acrylic rubber. Within this range, it is possible to improve mechanical properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance. It is also possible to reduce the load during manufacturing.
プロピレン樹脂の含有率は、特に限定されないが、ベースアクリルゴム100質量%中、10質量%以下が好ましく、1~10質量%がより好ましく、1~6質量%がさらに好ましく、1~5質量%がより好ましい。この範囲であると、高温耐油性を維持しつつ、機械特性及び難燃性を高めることができる。また、製造時の負荷を低減することができる。 The content of propylene resin is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 1 to 10% by mass, even more preferably 1 to 6% by mass, and even more preferably 1 to 5% by mass, based on 100% by mass of the base acrylic rubber. Within this range, it is possible to improve mechanical properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance. It is also possible to reduce the load during manufacturing.
酸変性エチレン樹脂の含有率は、特に限定されないが、ベースアクリルゴム100質量%中の10質量%以下が好ましく、1~10質量%がより好ましく、1~6質量%がさらに好ましく、1~5質量%がより好ましい。この範囲であると、高温耐油性を維持しつつ、機械特性及び難燃性を高めることができる。また、製造時の負荷を低減することができる。 The content of the acid-modified ethylene resin is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 1 to 10% by mass, even more preferably 1 to 6% by mass, and even more preferably 1 to 5% by mass, based on 100% by mass of the base acrylic rubber. Within this range, it is possible to improve mechanical properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance. In addition, it is possible to reduce the load during manufacturing.
ベースアクリルゴムは、ベースアクリルゴム100質量%中に、スチレンエラストマー1~15質量%及び鉱物性オイル1~15質量%を含有することが好ましい。
ベースアクリルゴムは、ベースアクリルゴム100質量%中に、プロピレン樹脂1~10質量%及び酸変性エチレン樹脂1~10質量%を含有することが好ましい。
The base acrylic rubber preferably contains, based on 100% by mass of the base acrylic rubber, 1 to 15% by mass of a styrene elastomer and 1 to 15% by mass of a mineral oil.
The base acrylic rubber preferably contains, based on 100% by mass of the base acrylic rubber, 1 to 10% by mass of a propylene resin and 1 to 10% by mass of an acid-modified ethylene resin.
<有機過酸化物>
有機過酸化物は、少なくとも熱分解によりラジカルを発生して、触媒として、シランカップリング剤のゴム成分へのラジカル反応によるグラフト化反応(シランカップリング剤のグラフト化反応部位とゴム成分のグラフト化反応可能な部位との共有結合形成反応であって、(ラジカル)付加反応ともいう。)を生起させる働きをする。特にシランカップリング剤がグラフト化反応部位としてエチレン性不飽和基を含む場合、エチレン性不飽和基とゴム成分とのラジカル反応(ゴム成分からの水素ラジカルの引き抜き反応を含む)によるグラフト化反応を生起させる働きをする。
有機過酸化物としては、ラジカルを発生させるものであれば、特に制限はなく、例えば、一般式:R1-OO-R2、R3-OO-C(=O)R4、R5C(=O)-OO(C=O)R6で表される化合物が好ましい。ここで、R1~R6は各々独立にアルキル基、アリール基又はアシル基を表す。各化合物のR1~R6のうち、いずれもアルキル基であるもの、又は、いずれかがアルキル基で残りがアシル基であるものが好ましい。
<Organic Peroxide>
The organic peroxide generates radicals at least by thermal decomposition, and acts as a catalyst to initiate a grafting reaction of the silane coupling agent to the rubber component by radical reaction (a covalent bond forming reaction between the grafting reaction site of the silane coupling agent and the graftable site of the rubber component, also called a (radical) addition reaction). In particular, when the silane coupling agent contains an ethylenically unsaturated group as the grafting reaction site, the organic peroxide acts to initiate a grafting reaction by radical reaction between the ethylenically unsaturated group and the rubber component (including the abstraction reaction of hydrogen radicals from the rubber component).
The organic peroxide is not particularly limited as long as it generates radicals, and for example, compounds represented by the general formulas R 1 -OO-R 2 , R 3 -OO-C(═O)R 4 , and R 5 C(═O)-OO(C═O)R 6 are preferred. Here, R 1 to R 6 each independently represent an alkyl group, an aryl group, or an acyl group. It is preferred that all of R 1 to R 6 in each compound are alkyl groups, or that one is an alkyl group and the remaining is an acyl group.
このような有機過酸化物としては、国際公開第2015/046478号の段落[0037]に記載の有機過酸化物が挙げられ、該記載はここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。臭気性、着色性、スコーチ安定性の点で、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブチルペルオキシ)ヘキシン-3が好ましい。 Examples of such organic peroxides include those described in paragraph [0037] of WO 2015/046478, the contents of which are incorporated herein by reference as part of the present specification. In terms of odor, coloring, and scorch stability, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexane, and 2,5-dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexyne-3 are preferred.
有機過酸化物の分解温度は、120~195℃であるのが好ましく、125~180℃であるのが特に好ましい。有機過酸化物の分解温度は、後述する工程(a-2)における溶融混合温度以下である。
本発明において、有機過酸化物の分解温度とは、単一組成の有機過酸化物を加熱したとき、ある一定の温度又は温度域でそれ自身が2種類以上の化合物に分解反応を起こす温度を意味する。具体的には、DSC法等の熱分析により、窒素ガス雰囲気下で5℃/分の昇温速度で、室温から加熱したとき、吸熱又は発熱を開始する温度をいう。
The decomposition temperature of the organic peroxide is preferably 120 to 195° C., particularly preferably 125 to 180° C. The decomposition temperature of the organic peroxide is equal to or lower than the melt mixing temperature in the step (a-2) described below.
In the present invention, the decomposition temperature of an organic peroxide means a temperature at which an organic peroxide of a single composition undergoes a decomposition reaction into two or more compounds when heated at a certain temperature or temperature range. Specifically, it means a temperature at which heat absorption or heat generation begins when heated from room temperature at a temperature increase rate of 5° C./min in a nitrogen gas atmosphere by thermal analysis such as DSC method.
<金属水和物>
本発明において、金属水和物は、その表面に、シランカップリング剤のシラノール基等の反応部位と水素結合若しくは共有結合等、又は分子間結合により、化学結合しうる部位を有するものであれば特に制限なく用いることができる。この金属水和物における、シランカップリング剤の反応部位と化学結合しうる部位としては、OH基(水酸基、含水若しくは結晶水の水分子、カルボキシ基等のOH基)等が挙げられる。
<Metal hydrate>
In the present invention, the metal hydrate can be used without any particular limitation as long as it has a site on its surface that can be chemically bonded to the reactive site of the silanol group of the silane coupling agent by hydrogen bond, covalent bond, or intermolecular bond. Examples of the site in the metal hydrate that can be chemically bonded to the reactive site of the silane coupling agent include OH groups (hydroxyl groups, water molecules of water of water or crystallization, OH groups such as carboxyl groups), etc.
金属水和物としては、水酸基又は結晶水を有する化合物が挙げられる。金属水和物としては、特に限定されず、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ほう酸アルミニウムウイスカ、水和ケイ酸アルミニウム、水和ケイ酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、タルク等が挙げられる。金属水和物は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
金属水和物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどから選ばれる少なくとも1種が好ましく、水酸化マグネシウムがより好ましい。
Examples of metal hydrates include compounds having hydroxyl groups or crystal water. Examples of metal hydrates are not particularly limited, and include, for example, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum borate whisker, hydrated aluminum silicate, hydrated magnesium silicate, basic magnesium carbonate, hydrotalcite, talc, etc. Metal hydrates may be used alone or in combination of two or more kinds.
The metal hydrate is preferably at least one selected from aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and the like, and more preferably magnesium hydroxide.
金属水和物は、シランカップリング剤等で表面処理した表面処理金属水和物を使用することができる。例えば、シランカップリング剤表面処理金属水和物として、キスマ5L、キスマ5P(いずれも商品名、水酸化マグネシウム、協和化学工業社製等)等が挙げられる。シランカップリング剤による金属水和物の表面処理量は、特に限定されないが、例えば、3質量%以下である。 The metal hydrate may be a surface-treated metal hydrate that has been surface-treated with a silane coupling agent or the like. Examples of silane coupling agent surface-treated metal hydrates include Kisuma 5L and Kisuma 5P (both trade names, magnesium hydroxide, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., etc.). The amount of silane coupling agent used to surface treat the metal hydrate is not particularly limited, but is, for example, 3 mass% or less.
金属水和物が粉体である場合、金属水和物の平均粒径は、0.2~10μmが好ましく、0.3~8μmがより好ましく、0.4~5μmがさらに好ましく、0.4~3μmが特に好ましい。平均粒径が上記範囲内にあると、シランカップリング剤の保持効果が高く、引張特性に優れたものとなる。また、シランカップリング剤との混合時に金属水和物が2次凝集しにくく、外観に優れたものとなる。平均粒径は、金属水和物をアルコールや水で分散させて、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置等の光学式粒径測定器によって求められる。 When the metal hydrate is a powder, the average particle size of the metal hydrate is preferably 0.2 to 10 μm, more preferably 0.3 to 8 μm, even more preferably 0.4 to 5 μm, and particularly preferably 0.4 to 3 μm. If the average particle size is within the above range, the retention effect of the silane coupling agent is high and the tensile properties are excellent. In addition, the metal hydrate is less likely to undergo secondary aggregation when mixed with the silane coupling agent, resulting in an excellent appearance. The average particle size is determined by dispersing the metal hydrate in alcohol or water and using an optical particle size measuring device such as a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device.
<シランカップリング剤>
本発明に用いられるシランカップリング剤は、有機過酸化物の分解により生じたラジカルの存在下でベースアクリルゴムとグラフト化反応しうるグラフト化反応部位(基又は原子)を有している。また、金属水和物の化学結合しうる部位と反応し、シラノール縮合可能な反応部位(加水分解して生成する部位を含む。例えばシリルエステル基等)を有している。このようなシランカップリング剤として、従来、シラン架橋法に使用されているシランカップリング剤が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば下記の一般式(1)で表される化合物を用いることができる。
<Silane coupling agent>
The silane coupling agent used in the present invention has a grafting reaction site (group or atom) that can undergo grafting reaction with the base acrylic rubber in the presence of radicals generated by decomposition of organic peroxide. It also has a reaction site (including a site generated by hydrolysis, such as a silyl ester group) that can react with a site that can chemically bond with a metal hydrate and undergo silanol condensation. Examples of such silane coupling agents include silane coupling agents that have been used in the silane crosslinking method.
As the silane coupling agent, for example, a compound represented by the following general formula (1) can be used.
一般式(1)中、Ra11はエチレン性不飽和基を含有する基、Rb11は脂肪族炭化水素基、水素原子又はY13である。Y11、Y12及びY13は加水分解しうる有機基である。Y11、Y12及びY13は互いに同じでも異なっていてもよい。 In general formula (1), R a11 is a group containing an ethylenically unsaturated group, R b11 is an aliphatic hydrocarbon group, a hydrogen atom or Y 13. Y 11 , Y 12 and Y 13 are hydrolyzable organic groups. Y 11 , Y 12 and Y 13 may be the same or different from each other.
Ra11は、グラフト化反応部位であり、エチレン性不飽和基を含有する基が好ましい。エチレン性不飽和基を含有する基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイルオキシアルキレン基、p-スチリル基を挙げることができる。中でも、ビニル基が好ましい。
Rb11は、脂肪族炭化水素基、水素原子又は後述のY13を示す。脂肪族炭化水素基としては、脂肪族不飽和炭化水素基を除く炭素数1~8の1価の脂肪族炭化水素基が挙げられる。Rb11は、好ましくは後述のY13である。
R a11 is a grafting reaction site, and is preferably a group containing an ethylenically unsaturated group. Examples of the group containing an ethylenically unsaturated group include a vinyl group, a (meth)acryloyloxyalkylene group, and a p-styryl group. Among these, a vinyl group is preferred.
R b11 represents an aliphatic hydrocarbon group, a hydrogen atom, or Y 13 described later. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include monovalent aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, excluding aliphatic unsaturated hydrocarbon groups. R b11 is preferably Y 13 described later.
Y11、Y12及びY13は、シラノール縮合可能な反応部位(加水分解しうる有機基)を示す。例えば、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数6~10のアリールオキシ基、炭素数1~4のアシルオキシ基が挙げられ、アルコキシ基が好ましい。加水分解しうる有機基としては、具体的には例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、アシルオキシ等を挙げることができる。このなかでも、シランカップリング剤の反応性の点から、メトキシ又はエトキシがさらに好ましい。 Y 11 , Y 12 and Y 13 each represent a reactive site capable of silanol condensation (a hydrolyzable organic group). Examples include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms, and an acyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, with an alkoxy group being preferred. Specific examples of the hydrolyzable organic group include methoxy, ethoxy, butoxy, and acyloxy. Among these, methoxy or ethoxy is more preferred from the viewpoint of the reactivity of the silane coupling agent.
シランカップリング剤としては、好ましくは、加水分解速度の速いシランカップリング剤であり、より好ましくは、Rb11がY13であり、かつY11、Y12及びY13が互いに同じであるシランカップリング剤、又は、Y11、Y12及びY13の少なくとも1つがメトキシ基であるシランカップリング剤である。 The silane coupling agent is preferably a silane coupling agent having a high hydrolysis rate, and more preferably a silane coupling agent in which R b11 is Y 13 and Y 11 , Y 12 and Y 13 are the same as each other, or a silane coupling agent in which at least one of Y 11 , Y 12 and Y 13 is a methoxy group.
シランカップリング剤としては、具体的には、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、ビニルジメトキシエトキシシラン、ビニルジメトキシブトキシシラン、ビニルジエトキシブトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のビニルアルコキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の(メタ)アクリロキシアルコキシシランを挙げることができる。 Specific examples of silane coupling agents include vinyl alkoxy silanes such as vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl tributoxy silane, vinyl dimethoxy ethoxy silane, vinyl dimethoxy butoxy silane, vinyl diethoxy butoxy silane, allyl trimethoxy silane, allyl triethoxy silane, and vinyl triacetoxy silane, and (meth)acryloxy alkoxy silanes such as methacryloxy propyl trimethoxy silane, methacryloxy propyl triethoxy silane, and methacryloxy propyl methyl dimethoxy silane.
上記シランカップリング剤のなかでも、末端にビニル基とアルコキシ基を有するシランカップリング剤がさらに好ましく、ビニルトリメトキシシラン又はビニルトリエトキシシランが特に好ましい。 Among the above silane coupling agents, silane coupling agents having a vinyl group and an alkoxy group at the terminal are more preferred, and vinyltrimethoxysilane or vinyltriethoxysilane are particularly preferred.
シランカップリング剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。また、そのままで用いても、溶媒等で希釈して用いてもよい。 The silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more types. It may be used as is or diluted with a solvent or the like.
<シラノール縮合触媒>
シラノール縮合触媒は、ベースアクリルゴムにグラフトしたシランカップリング剤を水分の存在下で縮合反応させる働きがある。このシラノール縮合触媒の働きに基づき、シランカップリング剤を介して、ゴム成分同士が架橋される。その結果、優れた引張強さを有する難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体が得られる。また、必要により耐熱性に優れた難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を得ることもできる。
<Silanol condensation catalyst>
The silanol condensation catalyst acts to cause a condensation reaction of the silane coupling agent grafted to the base acrylic rubber in the presence of moisture. Based on the action of this silanol condensation catalyst, the rubber components are crosslinked with each other via the silane coupling agent. As a result, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded product having excellent tensile strength is obtained. In addition, if necessary, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded product having excellent heat resistance can also be obtained.
シラノール縮合触媒としては、特に限定されず、例えば、有機スズ化合物、金属石けん、白金化合物等が挙げられる。一般的なシラノール縮合触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクチエート、ジブチルスズジアセテート、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ナフテン酸鉛、硫酸鉛、硫酸亜鉛、有機白金化合物等が用いられる。シラノール縮合触媒は、1種を用いても、2種以上を用いてもよい。 The silanol condensation catalyst is not particularly limited, and examples thereof include organic tin compounds, metal soaps, platinum compounds, etc. Common silanol condensation catalysts include, for example, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin dioctiate, dibutyltin diacetate, zinc stearate, lead stearate, barium stearate, calcium stearate, sodium stearate, lead naphthenate, lead sulfate, zinc sulfate, organic platinum compounds, etc. One or more types of silanol condensation catalysts may be used.
<添加剤>
本発明では、電線、電気ケーブル、電気コード、自動車用部材、OA機器、建築部材、雑貨、シート、発泡体、チューブ、パイプにおいて、一般的に使用されている各種の添加剤を、目的とする効果を損なわない範囲で適宜配合してもよい。このような添加剤としては、例えば、架橋助剤、酸化防止剤、滑剤、金属不活性剤、難燃(助)剤や他の樹脂等が挙げられる。
<Additives>
In the present invention, various additives that are generally used in electric wires, electric cables, electric cords, automotive parts, office automation equipment, building parts, miscellaneous goods, sheets, foams, tubes, and pipes may be appropriately blended within a range that does not impair the intended effects. Examples of such additives include crosslinking assistants, antioxidants, lubricants, metal deactivators, flame retardants (assistants), and other resins.
架橋助剤は、有機過酸化物の存在下においてゴム成分との間に部分架橋構造を形成する化合物をいう。例えば、多官能性化合物等が挙げられる。
酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、アミン酸化防止剤、フェノール酸化防止剤又はイオウ酸化防止剤等が挙げられる。
滑剤としては、炭化水素、シロキサン、脂肪酸、脂肪酸アミド、エステル、アルコール、金属石けん等の各滑剤が挙げられる。
難燃剤としては、上述の金属水和物に加えて、赤燐が挙げられる。
金属水和物以外の難燃剤の配合量は特に限定されないが、ベースアクリルゴム100質量部に対して、2.5~10質量部であることが好ましい。
The crosslinking aid is a compound that forms a partially crosslinked structure with the rubber component in the presence of an organic peroxide, and examples of such compounds include polyfunctional compounds.
The antioxidant is not particularly limited, but examples thereof include amine antioxidants, phenol antioxidants, and sulfur antioxidants.
Examples of the lubricant include hydrocarbons, siloxanes, fatty acids, fatty acid amides, esters, alcohols, and metal soaps.
In addition to the metal hydrates mentioned above, flame retardants include red phosphorus.
The amount of the flame retardant other than the metal hydrate is not particularly limited, but is preferably 2.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the base acrylic rubber.
<難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法>
以下、本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法を具体的に説明する。
本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法は、下記工程(1)、工程(2)、及び工程(3)を有する。
本発明の難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物は、下記工程(1)により製造される。
<Method for producing flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body>
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article of the present invention will now be described in detail.
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article of the present invention includes the following steps (1), (2), and (3).
The flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition of the present invention is produced by the following step (1).
工程(1):ベースアクリルゴム100質量部に対して、有機過酸化物0.01~0.6質量部と、金属水和物75~200質量部と、有機過酸化物から発生したラジカルの存在下でベースアクリルゴムとグラフト化反応しうるグラフト化反応部位を有するシランカップリング剤1~15質量部と、シラノール縮合触媒とを溶融混合して、有機過酸化物から発生したラジカルによってグラフト化反応部位とベースアクリルゴムのグラフト化反応可能な部位とをグラフト化反応させることにより、シラン架橋性アクリルゴムを含む難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を得る工程
工程(2):難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を成形して、成形体を得る工程
工程(3):成形体を水と接触させて、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を得る工程
Step (1): A step of melt-mixing 0.01 to 0.6 parts by mass of an organic peroxide, 75 to 200 parts by mass of a metal hydrate, 1 to 15 parts by mass of a silane coupling agent having a grafting reaction site capable of undergoing a grafting reaction with the base acrylic rubber in the presence of radicals generated from the organic peroxide, and a silanol condensation catalyst relative to 100 parts by mass of the base acrylic rubber, and causing a grafting reaction between the grafting reaction site and a grafting reaction site of the base acrylic rubber by the radicals generated from the organic peroxide, thereby obtaining a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition containing a silane-crosslinkable acrylic rubber. Step (2): A step of molding the flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition to obtain a molded body. Step (3): A step of contacting the molded body with water to obtain a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body.
上記工程(1)は以下の工程を有する。
工程(a-1):金属水和物及びシランカップリング剤を混合して混合物を調製する工程
工程(a-2):混合物とベースアクリルゴムの全量の40~79質量%とを、有機過酸化物の存在下で有機過酸化物の分解温度以上の温度において溶融混合して、有機過酸化物から発生したラジカルによってグラフト化反応部位とベースアクリルゴムのグラフト化反応可能な部位とをグラフト化反応させることにより、シラン架橋性アクリルゴムを含むシランマスターバッチを調製する工程
工程(b):ベースアクリルゴムの全量の21~60質量%及びシラノール縮合触媒を溶融混合して、触媒マスターバッチを調製する工程
工程(c):シランマスターバッチと触媒マスターバッチとを溶融混合して、難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を得る工程
以下、工程(a-1)及び工程(a-2)の両工程を併せて工程(a)ということがある。
The above step (1) includes the following steps.
Step (a-1): A step of mixing a metal hydrate and a silane coupling agent to prepare a mixture. Step (a-2): A step of melt-mixing the mixture and 40 to 79% by mass of the total amount of the base acrylic rubber in the presence of an organic peroxide at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the organic peroxide, and preparing a silane master batch containing a silane crosslinkable acrylic rubber by causing a graft reaction between the graft reaction sites and the graft reaction sites of the base acrylic rubber by radicals generated from the organic peroxide. Step (b): A step of melt-mixing 21 to 60% by mass of the total amount of the base acrylic rubber and a silanol condensation catalyst to prepare a catalyst master batch. Step (c): A step of melt-mixing the silane master batch and the catalyst master batch to obtain a flame-retardant silane crosslinkable acrylic rubber composition. Hereinafter, both steps (a-1) and (a-2) may be collectively referred to as step (a).
本発明の製造方法において、「ベースアクリルゴム」とは、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体又は難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を形成するためのゴムである。 In the manufacturing method of the present invention, the "base acrylic rubber" is a rubber for forming a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding or a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber composition.
工程(1)におけるベースアクリルゴムの配合量100質量部は、工程(a-2)及び工程(b)で混合されるベースアクリルゴムの合計量である。
ベースアクリルゴムは、工程(a-2)において、ベースアクリルゴム100質量%中、40~79質量%、好ましくは45~70質量%が配合され、工程(b)において、21~60質量%、好ましくは30~55質量%が配合される。上記範囲となるように配合することで、高温耐油性を維持しつつ、機械特性及び難燃性を高めることができる。また、製造時の負荷を低減することができる。
The amount of the base acrylic rubber mixed in step (1) is 100 parts by mass, which is the total amount of the base acrylic rubber mixed in step (a-2) and step (b).
In step (a-2), 40 to 79% by mass, preferably 45 to 70% by mass, of the base acrylic rubber is blended, based on 100% by mass of the base acrylic rubber, and in step (b), 21 to 60% by mass, preferably 30 to 55% by mass is blended. Blending within the above ranges can improve mechanical properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance. Also, the load during production can be reduced.
工程(1)において、ベースアクリルゴム中の、エチレン-アクリルゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂の、ベースアクリルゴム中の配合量(含有率)は、上記したとおりである。エチレン-アクリルゴムとエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂との合計量についても、上記したとおりである。
さらに、スチレンエラストマー、鉱物性オイル、プロピレン樹脂、酸変性エチレン樹脂、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂の配合量についても上述したとおりである。
In the step (1), the blending amounts (contents) of the ethylene-acrylic rubber, the ethylene-vinyl acetate copolymer resin, and the ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 in the base acrylic rubber are as described above. The total amount of the ethylene-acrylic rubber and the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is also as described above.
Furthermore, the blending amounts of the styrene elastomer, the mineral oil, the propylene resin, the acid-modified ethylene resin, and the ethylene resin other than the ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/cm 3 are as described above.
工程(a-2)で用いられるベースアクリルゴム成分は、上述のベースアクリルゴム成分を特に制限されずに使用できる。工程(a-2)においては、エチレン-アクリルゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂、スチレンエラストマー、鉱物性オイル、プロピレン樹脂、変性エチレン樹脂の少なくとも1種を用いることが出来る。エチレン-アクリルゴムを用いることが好ましく、エチレン-アクリルゴムに加えて、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂、スチレンエラストマー、鉱物性オイルを用いることがより好ましい。 The base acrylic rubber component used in step (a-2) can be any of the above-mentioned base acrylic rubber components without any particular limitations. In step (a-2), at least one of ethylene-acrylic rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 , styrene elastomer, mineral oil, propylene resin, and modified ethylene resin can be used. It is preferable to use ethylene-acrylic rubber, and it is more preferable to use ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 , styrene elastomer, and mineral oil in addition to ethylene-acrylic rubber.
工程(b)で触媒マスターバッチ調製に用いられるベースアクリルゴム(キャリアともいう)成分としては、上述のベースアクリルゴム成分を特に制限されずに使用できる。キャリアとしては、エチレン-アクリルゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂、プロピレン樹脂、変性エチレン樹脂の少なくとも1種が好ましく、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂、プロピレン樹脂、及び変性エチレン樹脂の少なくとも1種類がより好ましい。 The base acrylic rubber (also called carrier) component used in the preparation of the catalyst master batch in step (b) can be any of the above-mentioned base acrylic rubber components without any particular limitation. As the carrier, at least one of ethylene-acrylic rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 , propylene resin, and modified ethylene resin is preferred, and at least one of ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/ cm3 , propylene resin, and modified ethylene resin is more preferred.
工程(1)において、有機過酸化物の配合量は、ベースアクリルゴム100質量部に対して、0.01~0.6質量部であり、0.01~0.5質量部が好ましく、0.05~0.2質量部がより好ましい。有機過酸化物の配合量を0.01~0.6質量部にすることにより、適切な範囲でグラフト化反応を行うことができ、シランカップリング剤同士の縮合を抑制して、機械特性を十分に得ることができる。 In step (1), the amount of organic peroxide is 0.01 to 0.6 parts by mass, preferably 0.01 to 0.5 parts by mass, and more preferably 0.05 to 0.2 parts by mass, per 100 parts by mass of the base acrylic rubber. By setting the amount of organic peroxide to 0.01 to 0.6 parts by mass, the grafting reaction can be carried out in an appropriate range, and condensation between silane coupling agents can be suppressed, allowing sufficient mechanical properties to be obtained.
工程(1)において、金属水和物の配合量は、ベースアクリルゴム100質量部に対して、75~200質量部であり、100~200質量部が好ましく、110~170質量部がより好ましく、115~150質量部がさらに好ましい。金属水和物の配合量を75~200質量部とすることにより、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体に配線材に必要な引張特性及び難燃性を実現できる。さらに、成形時や混練時の負荷の上昇を抑えて、成形を可能とできる。金属水和物の配合量を130質量部以上とすると、より高度の難燃性を達成できる傾向にある。 In step (1), the amount of metal hydrate is 75 to 200 parts by mass, preferably 100 to 200 parts by mass, more preferably 110 to 170 parts by mass, and even more preferably 115 to 150 parts by mass, relative to 100 parts by mass of base acrylic rubber. By setting the amount of metal hydrate to 75 to 200 parts by mass, the tensile properties and flame retardancy required for wiring materials can be achieved in the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body. Furthermore, molding can be made possible while suppressing an increase in load during molding and kneading. When the amount of metal hydrate is 130 parts by mass or more, a higher level of flame retardancy tends to be achieved.
工程(1)において、シランカップリング剤の配合量は、ベースアクリルゴム100質量部に対して、1~15質量部であり、好ましくは1.5~7質量部であり、より好ましくは2~5質量部である。
シランカップリング剤の配合量が1~15質量部であると、金属水和物の表面にシランカップリング剤が吸着して、シランカップリング剤が混練中に揮発するのを抑制できるため、経済的である。また、吸着しないシランカップリング剤が縮合して、成形体にゲルブツや荒れが生じて外観が悪化することを抑制することができる。さらに、必要により、架橋反応を十分に進行させて優れた引張強さを発揮させることができる。
シランカップリング剤の配合量が2.0質量部を超えて15.0質量部以下であると、より高温耐油性に優れた難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を製造することができる。
In the step (1), the amount of the silane coupling agent is 1 to 15 parts by mass, preferably 1.5 to 7 parts by mass, and more preferably 2 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the base acrylic rubber.
When the amount of the silane coupling agent is 1 to 15 parts by mass, the silane coupling agent is adsorbed on the surface of the metal hydrate, and the silane coupling agent is prevented from volatilizing during kneading, which is economical. In addition, the silane coupling agent that is not adsorbed is prevented from condensing, causing gel particles or roughness in the molded product, which deteriorates the appearance. Furthermore, if necessary, the crosslinking reaction can be sufficiently advanced to exhibit excellent tensile strength.
When the blending amount of the silane coupling agent is more than 2.0 parts by mass and not more than 15.0 parts by mass, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding having even more excellent high-temperature and oil resistance can be produced.
工程(1)において、シラノール縮合触媒の配合量は、特に限定されず、ベースアクリルゴム100質量部に対して、好ましくは0.01~0.5質量部、より好ましくは0.02~0.5質量部、さらに好ましくは、0.05~0.4質量部、特に好ましくは、0.08~0.3質量部である。シラノール縮合触媒の配合量が上述の範囲内にあると、十分に架橋が進行し機械強度に優れる。また、必要により耐熱性を実現したり、成形時のゲルブツの発生を抑制したりできる。 In step (1), the amount of the silanol condensation catalyst is not particularly limited, and is preferably 0.01 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.02 to 0.5 parts by mass, even more preferably 0.05 to 0.4 parts by mass, and particularly preferably 0.08 to 0.3 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the base acrylic rubber. If the amount of the silanol condensation catalyst is within the above range, crosslinking proceeds sufficiently and mechanical strength is excellent. In addition, heat resistance can be achieved as necessary, and the occurrence of gel particles during molding can be suppressed.
優れた耐熱性、高温耐油性、引張強度の付与の観点からは、工程(1)において、ベースアクリルゴム100質量部に対して、金属水和物75~200質量部と、シランカップリング剤1~15質量部と、有機過酸化物0.01~0.6質量部と、シラノール縮合触媒0.01~0.5質量部とを溶融混合することが好ましい。 From the viewpoint of imparting excellent heat resistance, high-temperature oil resistance, and tensile strength, it is preferable to melt-mix 75 to 200 parts by mass of a metal hydrate, 1 to 15 parts by mass of a silane coupling agent, 0.01 to 0.6 parts by mass of an organic peroxide, and 0.01 to 0.5 parts by mass of a silanol condensation catalyst with respect to 100 parts by mass of the base acrylic rubber in step (1).
工程(1)を行うに際して、工程(a-1)及び工程(a-2)を順次行う。すなわち、まず、金属水和物及びシランカップリング剤を混合し、次いで、得られた混合物とベースアクリルゴムの全量の40~79質量%とを、上記配合量で、有機過酸化物の分解温度以上の温度において溶融混練することにより、上記グラフト化反応を生起させて、シランマスターバッチを調製する。
ベースアクリルゴムの混合方法は特に限定されない。例えば、予め混合調製されたベースアクリルゴムを用いてもよく、各成分、例えばゴム成分それぞれを別々に混合してもよい。
In carrying out the step (1), the steps (a-1) and (a-2) are carried out in sequence. That is, first, the metal hydrate and the silane coupling agent are mixed, and then the obtained mixture and 40 to 79 mass % of the total amount of the base acrylic rubber are melt-kneaded in the above blending amounts at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the organic peroxide to cause the above grafting reaction and prepare the silane master batch.
The method for mixing the base acrylic rubber is not particularly limited. For example, a base acrylic rubber that has been mixed and prepared in advance may be used, or each component, for example, each rubber component, may be mixed separately.
本発明においては、シランカップリング剤は、シランマスターバッチに単独で導入されず、金属水和物と前混合される。すなわち、金属水和物及びシランカップリング剤を混合して混合物を調製する(工程(a-1))。前混合されたシランカップリング剤は、金属水和物の表面を取り囲むように存在し、その一部又は全部が金属水和物に吸着又は結合すると考えられる。これにより、後の溶融混合の際にシランカップリング剤の揮発を低減できる。また、金属水和物に吸着又は結合しないシランカップリング剤が縮合して溶融混練が困難になることも防止できる。さらに、押出成形の際に所望の形状を得ることもできる。 In the present invention, the silane coupling agent is not introduced alone into the silane master batch, but is premixed with the metal hydrate. That is, the metal hydrate and the silane coupling agent are mixed to prepare a mixture (step (a-1)). The premixed silane coupling agent is present so as to surround the surface of the metal hydrate, and it is believed that a part or all of it is adsorbed or bonded to the metal hydrate. This can reduce the volatilization of the silane coupling agent during the subsequent melt mixing. It can also prevent the silane coupling agent that is not adsorbed or bonded to the metal hydrate from condensing, making melt kneading difficult. Furthermore, the desired shape can be obtained during extrusion molding.
金属水和物とシランカップリング剤を前混合する方法としては、特に限定されないが、湿式処理、乾式処理等の混合方法が挙げられる。具体的には、有機過酸化物の分解温度未満の温度、好ましくは10~60℃、より好ましくは室温近傍(20~25℃)で金属水和物とシランカップリング剤を、数分~数時間程度、乾式又は湿式により、混合する方法が挙げられ、金属水和物、好ましくは乾燥させた金属水和物中にシランカップリング剤を、加熱又は非加熱で加えて混合する乾式処理がより好ましい。工程(a-1)においては、上記分解温度未満の温度が保持されている限り、ベースアクリルゴムを混合していてもよい。 The method of premixing the metal hydrate and the silane coupling agent is not particularly limited, but examples of mixing methods include wet processing and dry processing. Specifically, examples of methods include a method of mixing the metal hydrate and the silane coupling agent by dry or wet processing for several minutes to several hours at a temperature below the decomposition temperature of the organic peroxide, preferably 10 to 60°C, more preferably around room temperature (20 to 25°C), and more preferred is a dry processing method in which the silane coupling agent is added to the metal hydrate, preferably the dried metal hydrate, with or without heating and mixed. In step (a-1), the base acrylic rubber may be mixed as long as the temperature is maintained below the decomposition temperature.
本発明の製造方法においては、次いで、工程(a-1)で得られた、金属水和物とシランカップリング剤との混合物と、ベースアクリルゴムの全量の40~79質量%とを、有機過酸化物の存在下で有機過酸化物の分解温度以上の温度に加熱しながら、溶融混合する(工程(a-2))。
工程(a-2)における溶融混合により、有機過酸化物から発生したラジカルによって、シランカップリング剤のグラフト化反応部位とベースアクリルゴムのグラフト化反応可能な部位とをグラフト化反応させる。その結果、シランカップリング剤がゴム成分に共有結合で結合したシラン架橋性アクリルゴム(シラングラフトポリマー)が合成され、このシラン架橋性アクリルゴムを含むシランマスターバッチが調製される。
In the production method of the present invention, the mixture of the metal hydrate and the silane coupling agent obtained in step (a-1) is then melt-mixed with 40 to 79 mass % of the total amount of the base acrylic rubber in the presence of an organic peroxide while heating to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the organic peroxide (step (a-2)).
The melt mixing in step (a-2) causes a graft reaction between the graft reaction site of the silane coupling agent and the graft reaction site of the base acrylic rubber by radicals generated from the organic peroxide. As a result, a silane crosslinkable acrylic rubber (silane graft polymer) in which the silane coupling agent is covalently bonded to the rubber component is synthesized, and a silane master batch containing this silane crosslinkable acrylic rubber is prepared.
工程(a-2)において、上記成分を溶融混合(溶融混練、混練りともいう)する温度は、有機過酸化物の分解温度以上、好ましくは150~230℃である。有機過酸化物の分解温度はベースアクリルゴム成分が溶融してから設定することが好ましい。上記混合温度であれば、上記成分が溶融し、有機過酸化物が分解、作用して必要なシラングラフト化反応が工程(a-2)において十分に進行する。混合時間は、反応混合物が十分混合され、シラングラフト化反応が完了し得る時間でよく、通常、5~30分の間で適宜設定されるが、これに制限されるものではない。その他の条件は適宜設定することができる。
混合方法としては、ゴム、プラスチック等で通常用いられる方法であれば、特に限定されない。混練装置として、一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー又は各種のニーダー等が用いられる。
In step (a-2), the temperature at which the above components are melt-mixed (also referred to as melt-kneading or kneading) is equal to or higher than the decomposition temperature of the organic peroxide, preferably 150 to 230°C. The decomposition temperature of the organic peroxide is preferably set after the base acrylic rubber component is melted. At the above mixing temperature, the above components melt, the organic peroxide decomposes and acts, and the necessary silane grafting reaction proceeds sufficiently in step (a-2). The mixing time may be a time at which the reaction mixture is sufficiently mixed and the silane grafting reaction can be completed, and is usually set appropriately between 5 to 30 minutes, but is not limited thereto. Other conditions can be set appropriately.
The mixing method is not particularly limited as long as it is a method commonly used for rubber, plastics, etc. As a kneading device, a single screw extruder, a twin screw extruder, a roll, a Banbury mixer, various kneaders, etc. can be used.
有機過酸化物は、上記工程(a-2)の溶融混合時、すなわち、工程(a-1)で得られた混合物とベースアクリルゴムとを溶融混合する際に、存在していればよい。有機過酸化物は、例えば、工程(a-1)において混合されてもよく、工程(a-2)において混合されてもよい。有機過酸化物は、工程(a-1)において混合されることが好ましい。 The organic peroxide only needs to be present during the melt mixing in the above step (a-2), i.e., when the mixture obtained in step (a-1) and the base acrylic rubber are melt mixed. The organic peroxide may be mixed, for example, in step (a-1) or in step (a-2). It is preferable that the organic peroxide is mixed in step (a-1).
工程(a-1)及び工程(a-2)、特に工程(a-2)においては、シラノール縮合触媒を実質的に混合せずに上述の各成分を混練することが好ましい。これにより、シランカップリング剤の縮合反応を抑えることができ、溶融混合しやすく、また押出成形の際に所望の形状を得ることができる。ここで、「実質的に混合せず」とは、不可避的に存在するシラノール縮合触媒をも排除するものではなく、シランカップリング剤のシラノール縮合による上述の問題が生じない程度に存在していてもよいことを意味する。例えば、工程(a-2)において、シラノール縮合触媒は、ベースアクリルゴム100質量部に対して0.01質量部以下であれば、存在していてもよい。 In steps (a-1) and (a-2), and particularly in step (a-2), it is preferable to knead the above-mentioned components without substantially mixing in a silanol condensation catalyst. This makes it possible to suppress the condensation reaction of the silane coupling agent, facilitates melt mixing, and enables the desired shape to be obtained during extrusion molding. Here, "substantially not mixed" does not mean to exclude the silanol condensation catalyst that is inevitably present, but means that it may be present to the extent that the above-mentioned problems due to silanol condensation of the silane coupling agent do not occur. For example, in step (a-2), the silanol condensation catalyst may be present in an amount of 0.01 parts by mass or less per 100 parts by mass of the base acrylic rubber.
このようにして、工程(a-1)及び工程(a-2)からなる工程(a)を行い、シランカップリング剤とベースアクリルゴムとをグラフト化反応させて、シランマスターバッチ(シランMBともいう)を調製する。こうして得られるシランMBは、後述するように、工程(1)で調製される反応組成物(難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物)の製造に、後述する触媒マスターバッチとともに、用いられる。シランMBは、後述の工程(2)により成形可能な程度にシランカップリング剤がゴム成分にグラフト化反応したシラン架橋性アクリルゴムを含有する混合物である。 In this way, step (a), which consists of steps (a-1) and (a-2), is carried out to graft react the silane coupling agent with the base acrylic rubber to prepare a silane master batch (also called silane MB). The silane MB thus obtained is used, together with the catalyst master batch described later, in the manufacture of the reaction composition (flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition) prepared in step (1), as described later. Silane MB is a mixture containing a silane-crosslinkable acrylic rubber in which the silane coupling agent has been graft-reacted to the rubber component to an extent that it can be molded in step (2) described later.
本発明の製造方法において、次いで、ベースアクリルゴムの全量の21~60質量%とシラノール縮合触媒とを溶融混合して、触媒マスターバッチ(触媒MBともいう)を調製する工程(b)を行う。 In the manufacturing method of the present invention, step (b) is then carried out in which 21 to 60 mass% of the total amount of the base acrylic rubber is melt-mixed with a silanol condensation catalyst to prepare a catalyst master batch (also called catalyst MB).
混合は、均一に混合できる方法であればよく、ベースアクリルゴムの溶融条件下で行う混合(溶融混合)が挙げられる。溶融混合は上記工程(a-2)の溶融混合と同様に行うことができる。例えば、混合温度は、ベースアクリルゴム成分の溶融温度以上で適宜設定でき、好ましくは120~200℃、より好ましくは140~180℃で行うことができる。その他の条件は適宜設定することができる。 The mixing may be performed by any method that can achieve uniform mixing, including mixing (melt mixing) performed under melting conditions for the base acrylic rubber. Melt mixing can be performed in the same manner as the melt mixing in step (a-2) above. For example, the mixing temperature can be appropriately set to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the base acrylic rubber component, and is preferably 120 to 200°C, more preferably 140 to 180°C. Other conditions can be set as appropriate.
また、工程(b)において、金属水和物を用いてもよい。この場合、金属水和物の配合量は、特には限定されないが、キャリア100質量部に対し、350質量部以下が好ましい。金属水和物の量を350質量部以下とすることにより、シラノール縮合触媒が適度に分散して架橋が進行しやすい。また、必要により、十分な耐熱性を得ることができる。
高い難燃性や優れた外観特性の付与、製造負荷の低減の観点からは、工程(b)において、金属水和物を用いることが好ましい。工程(b)における金属水和物の配合量は、工程(1)における金属水和物の全量の、10~80質量%であることが好ましく、25~70質量%であることがより好ましい。
In addition, in step (b), a metal hydrate may be used. In this case, the amount of the metal hydrate is not particularly limited, but is preferably 350 parts by mass or less relative to 100 parts by mass of the carrier. By making the amount of the metal hydrate 350 parts by mass or less, the silanol condensation catalyst is appropriately dispersed and crosslinking is easily promoted. In addition, sufficient heat resistance can be obtained as necessary.
From the viewpoints of imparting high flame retardancy and excellent appearance properties and reducing the production load, it is preferable to use a metal hydrate in step (b). The amount of the metal hydrate in step (b) is preferably 10 to 80 mass %, more preferably 25 to 70 mass %, of the total amount of the metal hydrate in step (1).
このようにして調製される触媒MBは、シラノール縮合触媒及びキャリア、所望により添加されるフィラーの(溶融)混合物である。
この触媒MBは、シランMBとともに、工程(1)で調製される難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物の製造に用いられる。
The catalyst MB thus prepared is a (molten) mixture of the silanol condensation catalyst and the carrier, with or without a filler.
This catalyst MB is used together with silane MB in the production of the flame retardant silane crosslinkable acrylic rubber composition prepared in step (1).
本発明の製造方法において、次いで、シランMBと触媒MBとを溶融混合して、難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物(反応組成物)を得る工程(c)を行う。この反応組成物は、上記工程(a-2)で合成したシラン架橋性アクリルゴムを含む組成物である。
混合方法は、上述のように均一な反応組成物を得ることができれば、どのような混合方法でもよい。
In the manufacturing method of the present invention, the next step is to melt-mix the silane MB and the catalyst MB to obtain a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition (reaction composition). This reaction composition is a composition containing the silane-crosslinkable acrylic rubber synthesized in the above step (a-2).
The mixing method may be any method capable of obtaining a homogeneous reaction composition as described above.
混合は、工程(a-2)の溶融混合と基本的に同様である。DSC等で融点が測定できないゴム成分、例えばエラストマーもあるが、少なくともゴム成分等が溶融する温度で混練する。溶融混合温度は、ベースアクリルゴム又はキャリアの溶融温度に応じて適宜に選択され、例えば、好ましくは80~250℃、より好ましくは100~240℃である。その他の条件、例えば混合(混練)時間は適宜設定することができる。 The mixing is basically the same as the melt mixing in step (a-2). Although there are rubber components, such as elastomers, whose melting points cannot be measured by DSC or the like, the kneading is carried out at a temperature at which at least the rubber components melt. The melt mixing temperature is appropriately selected according to the melting temperature of the base acrylic rubber or carrier, and is, for example, preferably 80 to 250°C, more preferably 100 to 240°C. Other conditions, such as the mixing (kneading) time, can be set appropriately.
工程(c)においては、シラノール縮合反応を避けるため、シランMBとシラノール縮合触媒が混合された状態で高温状態に長時間保持されないことが好ましい。 In step (c), in order to avoid the silanol condensation reaction, it is preferable that the mixture of silane MB and the silanol condensation catalyst is not kept at high temperatures for a long period of time.
このようにして、工程(a)~(c)(工程(1))を行い、反応組成物として、難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物が製造される。この難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物は、ベースアクリルゴムの内の40~79質量%にシランカップリング剤がグラフト化したシラン架橋性アクリルゴムと、グラフト化していないベースアクリルゴム21~60質量%と、ベースアクリルゴム100質量部に対して、金属水和物75~200質量部と、シラノール縮合触媒と、を含有する。
この難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物は、架橋方法の異なるシラン架橋性アクリルゴムを含有する。このシラン架橋性アクリルゴムにおいて、シランカップリング剤の、シラノール縮合可能な反応部位は、金属水和物と結合又は吸着していてもよいが、後述するようにシラノール縮合していない。したがって、シラン架橋性アクリルゴムは、金属水和物と結合又は吸着したシランカップリング剤がベースアクリルゴムにグラフト化した架橋性ゴムと、金属水和物と結合又は吸着していないシランカップリング剤がベースアクリルゴムにグラフト化した架橋性ゴムとを少なくとも含む。また、シラン架橋性アクリルゴムは、金属水和物が結合又は吸着したシランカップリング剤と、金属水和物が結合又は吸着していないシランカップリング剤とを有していてもよい。さらに、シランカップリング剤と未反応のゴム成分を含んでいてもよい。
上記のように、シラン架橋性アクリルゴムは、シランカップリング剤がシラノール縮合していない未架橋体である。実際的には、工程(c)で溶融混合されると、一部架橋(部分架橋)は避けられないが、得られる難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物について、少なくとも工程(2)での成形における成形性が保持されたものとする。
In this manner, steps (a) to (c) (step (1)) are carried out to produce a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition as a reaction composition. This flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition contains a silane-crosslinkable acrylic rubber in which a silane coupling agent is grafted to 40 to 79 mass% of the base acrylic rubber, 21 to 60 mass% of an ungrafted base acrylic rubber, 75 to 200 mass parts of a metal hydrate and a silanol condensation catalyst per 100 mass parts of the base acrylic rubber.
This flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition contains a silane-crosslinkable acrylic rubber with a different crosslinking method. In this silane-crosslinkable acrylic rubber, the reactive site of the silane coupling agent capable of silanol condensation may be bonded or adsorbed with a metal hydrate, but is not silanol condensed as described below. Therefore, the silane-crosslinkable acrylic rubber contains at least a crosslinkable rubber in which a silane coupling agent bonded or adsorbed with a metal hydrate is grafted to a base acrylic rubber, and a crosslinkable rubber in which a silane coupling agent not bonded or adsorbed with a metal hydrate is grafted to a base acrylic rubber. The silane-crosslinkable acrylic rubber may also have a silane coupling agent bonded or adsorbed with a metal hydrate, and a silane coupling agent not bonded or adsorbed with a metal hydrate. Furthermore, it may contain a rubber component that has not reacted with the silane coupling agent.
As described above, the silane crosslinkable acrylic rubber is an uncrosslinked body in which the silane coupling agent is not condensed with silanol. In practice, when the silane coupling agent is melt-mixed in step (c), partial crosslinking is unavoidable, but the obtained flame-retardant silane crosslinkable acrylic rubber composition is at least moldable in the molding step (2).
工程(1)において、工程(a)~(c)は、同時又は連続して行うことができる。 In step (1), steps (a) to (c) can be carried out simultaneously or consecutively.
工程(1)においては、上記成分の他に用いることができる他のベースアクリルゴム成分や上記添加物の配合量は、本発明の目的を損なわない範囲で、適宜に設定される。
工程(1)において、上記添加剤、特に酸化防止剤及び難燃剤は、いずれの工程で又は成分に混合されてもよいが、キャリアに混合されるのがよい。
工程(1)、特に工程(a-1)及び工程(a-2)において、架橋助剤は実質的に混合されないことが好ましい。架橋助剤が実質的に混合されないと、溶融混合中にゴム成分同士の架橋が生じにくく、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の外観が優れる。ここで、実質的に混合されないとは、架橋助剤を積極的に混合しないことを意味し、不可避的に混合することを除外するものではない。
In the step (1), the amounts of other base acrylic rubber components that can be used in addition to the above components and the above additives are appropriately set within ranges that do not impair the object of the present invention.
In step (1), the additives, particularly the antioxidant and the flame retardant, may be mixed in any step or component, but are preferably mixed in the carrier.
In step (1), particularly in steps (a-1) and (a-2), it is preferable that the crosslinking aid is not substantially mixed in. If the crosslinking aid is not substantially mixed in, crosslinking between the rubber components during melt mixing is unlikely to occur, and the appearance of the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article is excellent. Here, "not substantially mixed in" means that the crosslinking aid is not actively mixed in, and does not exclude unavoidable mixing.
本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法は、次いで、工程(2)及び工程(3)を行う。
本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法において、得られた反応組成物を成形して成形体を得る工程(2)を行う。この工程(2)は、反応組成物を成形できればよく、本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体又は難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品の形態に応じて、適宜に成形方法及び成形条件が選択される。成形方法は、押出機を用いた押出成形、射出成形機を用いた押出成形、その他の成形機を用いた成形が挙げられる。押出成形は、本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体又は難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品が電線又は光ファイバケーブルである場合に、好ましい。
In the method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article of the present invention, steps (2) and (3) are then carried out.
In the method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding of the present invention, a step (2) is carried out in which the obtained reaction composition is molded to obtain a molded product. This step (2) is sufficient as long as it can mold the reaction composition, and the molding method and molding conditions are appropriately selected depending on the form of the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding of the present invention or the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding including the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding. The molding method includes extrusion molding using an extruder, extrusion molding using an injection molding machine, and molding using other molding machines. Extrusion molding is preferred when the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding of the present invention or the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding including the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding is an electric wire or an optical fiber cable.
また、工程(2)は、工程(c)と同時に又は連続して、行うことができる。すなわち、工程(c)の溶融混合の一実施態様として、溶融成形の際、例えば押出成形の際に、又は、その直前に、成形原料を溶融混合する態様が挙げられる。例えば、ドライブレンド等のペレット同士を常温(例えば20~25℃)又は高温で混ぜ合わせて成形機に導入(溶融混合)してもよいし、混ぜ合わせた後に溶融混合し、再度ペレット化をして成形機に導入してもよい。より具体的には、シランMBとシラノール縮合触媒又は触媒MBとからなる成形材料を被覆装置内で溶融混練し、次いで、導体等の外周面に押出被覆して、所望の形状に成形する一連の工程を採用できる。
このようにして、難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物の成形体が得られる。この成形体は難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物と同様に、一部架橋は避けられないが、工程(2)で成形可能な成形性を保持する部分架橋状態にある。したがって、この発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体は、工程(3)を実施することによって、架橋又は最終架橋された成形体とされる。
In addition, step (2) can be carried out simultaneously with or consecutively to step (c). That is, as one embodiment of the melt mixing in step (c), the molding raw materials can be melt mixed during melt molding, for example, during extrusion molding, or immediately before that. For example, pellets such as dry blends can be mixed together at room temperature (for example, 20 to 25°C) or at a high temperature and introduced (melt mixed) into a molding machine, or they can be melt mixed after mixing, pelletized again, and introduced into a molding machine. More specifically, a series of steps can be adopted in which a molding material consisting of silane MB and silanol condensation catalyst or catalyst MB is melt-kneaded in a coating device, and then extrusion-coated on the outer peripheral surface of a conductor or the like, and molded into a desired shape.
In this manner, a molded article of the flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition is obtained. Although partial crosslinking is unavoidable in this molded article, as with the flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition, it is in a partially crosslinked state that retains moldability that allows molding in step (2). Therefore, the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article of this invention is made into a crosslinked or final crosslinked molded article by carrying out step (3).
本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法においては、工程(2)で得られた成形体を水と接触させる工程(3)を行う。これにより、シランカップリング剤の、シラノール縮合可能な反応部位が加水分解されてシラノール基となり、成形体中に存在するシラノール縮合触媒によりシラノール基の水酸基同士が縮合して架橋反応が起こる。こうして、シランカップリング剤がシラノール縮合して架橋した難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を得ることができる。
この工程(3)の処理自体は、通常の方法によって行うことができる。シランカップリング剤同士の縮合は、常温、例えば20~25℃で保管するだけで進行する。したがって、工程(3)において、成形体を水に積極的に接触させる必要はない。この架橋反応を促進させるために、成形体を水分と積極的に接触させることもできる。例えば、温水への浸水、湿熱槽への投入、高温の水蒸気への暴露等の積極的に水に接触させる方法を採用できる。また、その際に水分を内部に浸透させるために圧力をかけてもよい。
In the method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article of the present invention, a step (3) is carried out in which the molded article obtained in the step (2) is brought into contact with water. As a result, the reactive sites of the silane coupling agent capable of silanol condensation are hydrolyzed to silanol groups, and the hydroxyl groups of the silanol groups are condensed with each other by the silanol condensation catalyst present in the molded article, causing a crosslinking reaction. In this way, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article in which the silane coupling agent is crosslinked by silanol condensation can be obtained.
The treatment in step (3) itself can be carried out by a normal method. Condensation between silane coupling agents proceeds simply by storing at room temperature, for example, 20 to 25°C. Therefore, in step (3), it is not necessary to actively bring the molded body into contact with water. In order to promote this crosslinking reaction, the molded body can also be actively brought into contact with moisture. For example, a method of actively bringing the molded body into contact with water, such as immersion in warm water, placing in a moist heat bath, or exposure to high-temperature steam, can be adopted. In addition, pressure may be applied at this time to allow moisture to penetrate into the interior.
このようにして、本発明の難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物から難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体が製造される。この難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体は、後述するように、シラン架橋性アクリルゴムがシロキサン結合を介して縮合した架橋ゴムを含んでいる。この難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の一形態は、難燃性シラン架橋ゴムと金属水和物とを含有する。ここで、金属水和物は難燃性シラン架橋ゴムのシランカップリング剤に結合していてもよい。したがって、この難燃性シラン架橋ゴムは、複数の架橋ゴムがシランカップリング剤により金属水和物に結合又は吸着して、金属水和物及びシランカップリング剤を介して結合(架橋)した架橋ゴムと、上記架橋性ゴムのシランカップリング剤の反応部位が加水分解して互いにシラノール縮合反応することにより、シランカップリング剤を介して架橋した架橋ゴムとを少なくとも含む。また、難燃性シラン架橋ゴムは、金属水和物及びシランカップリング剤を介した結合(架橋)と、シランカップリング剤を介した架橋とが混在していてもよい。さらに、シランカップリング剤と未反応のゴム成分及び/又は架橋していないシラン架橋性アクリルゴムを含んでいてもよい。 In this way, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding is produced from the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber composition of the present invention. As described below, this flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding contains a crosslinked rubber in which the silane-crosslinked acrylic rubber is condensed through a siloxane bond. One embodiment of this flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding contains a flame-retardant silane-crosslinked rubber and a metal hydrate. Here, the metal hydrate may be bonded to the silane coupling agent of the flame-retardant silane-crosslinked rubber. Therefore, this flame-retardant silane-crosslinked rubber includes at least a crosslinked rubber in which a plurality of crosslinked rubbers are bonded or adsorbed to the metal hydrate by the silane coupling agent, and bonded (crosslinked) through the metal hydrate and the silane coupling agent, and a crosslinked rubber in which the reactive sites of the silane coupling agent of the crosslinkable rubber are hydrolyzed and undergo a silanol condensation reaction with each other, and thus crosslinked through the silane coupling agent. In addition, the flame-retardant silane-crosslinked rubber may contain a mixture of bonds (crosslinks) through the metal hydrate and the silane coupling agent, and crosslinks through the silane coupling agent. Furthermore, it may contain rubber components that have not reacted with the silane coupling agent and/or uncrosslinked silane-crosslinkable acrylic rubber.
本発明の作用機構については、まだ定かではないが、以下のように考えられる。
本発明の製造方法によれば、工程(a-1)において、金属水和物とシランカップリング剤とを特定の量比で予め混合することにより、工程(a-2)で行うグラフト化反応に先立って、シランカップリング剤が金属水和物に吸着又は結合する。この状態で、工程(a-2)において、有機過酸化物の存在下で、ベースアクリルゴムと共に溶融混練するとグラフト化反応が起こる。その際に、金属水和物と弱い結合で結合又は吸着したシランカップリング剤は、金属水和物から脱離する一方、金属水和物に対し前者より強い結合で結合したシランカップリング剤は、金属水和物との結合を維持する。このようにして、金属水和物の吸着状態の異なるシラン架橋性ゴムが形成される。さらに、これらのシラン架橋性ゴムが、工程(3)において、水分と接触することにより、シラノール結合を介する架橋構造を有する架橋ゴムが形成される。
本発明の製造方法においては、上述のシラン架橋による架橋構造の形成を前提とした上で、特定の組成のベースアクリルゴムを、特定の割合で、他の成分と共に、シランマスターバッチ及び触媒マスターバッチの調製に用いる。このようにしたことにより、ベースアクリルゴム成分同士の過度の架橋を抑制することができる。結果として、押出負荷が低減する。さらに、グラフト化反応したベースアクリルゴムと、グラフト化反応していないベースアクリルゴムが適切な比率で含まれていることにより、過剰な架橋による引張伸びの低減を抑制しつつ、十分に引張強さを高めることができ、引張特性が優れたものとなる。また、配線材用途に必要な架橋を形成できる。このようにして、本発明では、エチレン-アクリルゴムがもともと有する高温耐油性に加えて、優れた引張特性と難燃性とを兼ね備えた成形体を得ることができる。
The mechanism of action of the present invention is not yet clear, but is thought to be as follows.
According to the manufacturing method of the present invention, in step (a-1), the metal hydrate and the silane coupling agent are mixed in advance in a specific ratio, so that the silane coupling agent is adsorbed or bonded to the metal hydrate prior to the grafting reaction in step (a-2). In this state, in step (a-2), the silane coupling agent is melt-kneaded with the base acrylic rubber in the presence of an organic peroxide, and the grafting reaction occurs. At that time, the silane coupling agent that is weakly bonded or adsorbed to the metal hydrate is released from the metal hydrate, while the silane coupling agent that is stronger than the former bond to the metal hydrate maintains its bond with the metal hydrate. In this way, silane crosslinkable rubbers with different adsorption states of the metal hydrate are formed. Furthermore, in step (3), these silane crosslinkable rubbers are brought into contact with moisture to form crosslinked rubbers having a crosslinked structure via silanol bonds.
In the manufacturing method of the present invention, on the premise of the formation of a crosslinked structure by the above-mentioned silane crosslinking, a base acrylic rubber of a specific composition is used in a specific ratio together with other components to prepare a silane master batch and a catalyst master batch. In this way, excessive crosslinking between the base acrylic rubber components can be suppressed. As a result, the extrusion load is reduced. Furthermore, since the grafted base acrylic rubber and the non-grafted base acrylic rubber are contained in an appropriate ratio, the tensile strength can be sufficiently increased while suppressing the reduction in tensile elongation due to excessive crosslinking, and the tensile properties are excellent. In addition, the crosslinks necessary for wiring material applications can be formed. In this way, in the present invention, a molded product having excellent tensile properties and flame retardancy in addition to the high temperature oil resistance inherent to ethylene-acrylic rubber can be obtained.
本発明の製造方法は、高温耐油性が要求される製品(半製品、部品、部材も含む。)、高温耐油性に加えて、強度が求められる製品、柔軟性が要求される製品、難燃性が要求される製品、ゴム材料等の製品の構成部品又はその部材の製造に適用することができる。したがって、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体、又は難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品は、このような製品とされる。
本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体、又は難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品として、例えば、難燃性の絶縁電線等の電線又は難燃ケーブルの被覆材料、ゴム代替電線・ケーブルの材料、その他、難燃電線部品、難燃耐熱シート、難燃フィルム等が挙げられる。また、電源プラグ、コネクター、スリーブ、ボックス、テープ基材、チューブ、シート、パッキン、クッション材、防震材、電気・電子機器の内部配線及び外部配線に使用される配線材、特に絶縁電線や光ケーブルが挙げられる。
The manufacturing method of the present invention can be applied to the manufacture of products requiring high-temperature oil resistance (including semi-finished products, parts, and members), products requiring strength in addition to high-temperature oil resistance, products requiring flexibility, products requiring flame retardancy, components of products such as rubber materials, or members thereof. Thus, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body or a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article including a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body is considered to be such a product.
Examples of the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article of the present invention or the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article containing the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article include covering materials for electric wires such as flame-retardant insulated electric wires or flame-retardant cables, materials for electric wires and cables that are substitutes for rubber, as well as flame-retardant electric wire parts, flame-retardant heat-resistant sheets, flame-retardant films, etc. Further examples include power plugs, connectors, sleeves, boxes, tape substrates, tubes, sheets, packings, cushioning materials, vibration-proofing materials, wiring materials used for internal wiring and external wiring of electric and electronic devices, particularly insulated electric wires and optical cables.
本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体は、特に優れた引張特性と難燃性の両者を要求される部位に用いられる材料として好適であり、例えば難燃電線・ケーブルの被覆材のみならず、ホース、チューブ類、更にはゴムモールド材など、従来、電子線照射による架橋や化学加硫工程を経ていたアクリルゴム材料の置き換えとして用いることができる。また、車両用電線、自動車用電線などに使用出来る。 The flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding of the present invention is suitable as a material for use in areas where both excellent tensile properties and flame retardancy are required, and can be used, for example, not only as a covering material for flame-retardant electric wires and cables, but also as a replacement for acrylic rubber materials that have traditionally undergone crosslinking by electron beam irradiation or chemical vulcanization processes, such as hoses, tubes, and even rubber molding materials. It can also be used for electric wires for vehicles and automobiles.
本発明の製造方法は、上記耐油性製品のなかでも、特に電線及び光ケーブルの製造に好適に適用され、これらの被覆材料(絶縁体、シース)を形成することができる。 The manufacturing method of the present invention is particularly suitable for the manufacture of the oil-resistant products mentioned above, particularly electric wires and optical cables, and can form the covering materials (insulators, sheaths) for these products.
本発明の難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体、又は難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品が電線、ケーブル等の押出成形品である場合、好ましくは、成形材料を押出機(押出被覆装置)内で溶融混練して上記グラフト化反応させることにより難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を調製しながら、この難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を導体等の外周に押し出して、導体等を被覆する等により、製造できる(工程(c)及び工程(2))。このときの押出成形機の温度は、ゴムの種類、導体等の引取り速度の諸条件にもよるがシリンダー部で120~180℃、クロスヘッド部で約160~210℃程度にすることが好ましい。難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体、又は難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を含む難燃性シラン架橋アクリルゴム成形品は、金属水和物を大量に加えた難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を電子線架橋機等の特殊な機械を使用することなく汎用の押出被覆装置を用いて、導体の周囲に、又は抗張力繊維を縦添え若しくは撚り合わせた導体の周囲に押出被覆することにより、成形することができる。例えば、導体としては、金属導体が好ましく、軟銅、銅合金、アルミニウムなどの単線又は撚り線等を用いることができる。また、導体としては裸線の他に、錫メッキしたものやエナメル被覆絶縁層を有するものを用いることもできる。導体の周りに形成される絶縁層(本発明の難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物からなる被覆層)の肉厚は特に限定しないが、通常、0.15~5mm程度である。 When the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article of the present invention or the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article including the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article is an extrusion molded article such as an electric wire or cable, the molding material is preferably melt-kneaded in an extruder (extrusion coating device) and the above-mentioned grafting reaction is carried out to prepare a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition, and the flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition is extruded onto the outer periphery of a conductor or the like to coat the conductor or the like (step (c) and step (2)). The temperature of the extrusion molding machine at this time is preferably about 120 to 180°C in the cylinder section and about 160 to 210°C in the crosshead section, depending on the various conditions such as the type of rubber and the take-up speed of the conductor, etc. A flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body or a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article including a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body can be molded by extrusion coating a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition containing a large amount of metal hydrate around a conductor or around a conductor with tensile strength fibers attached or twisted longitudinally using a general-purpose extrusion coating device without using a special machine such as an electron beam crosslinking machine. For example, a metal conductor is preferable as the conductor, and a single wire or twisted wire of soft copper, copper alloy, aluminum, etc. can be used. In addition to bare wires, conductors that are tinned or have an enamel-coated insulating layer can also be used. The thickness of the insulating layer (coating layer made of the flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition of the present invention) formed around the conductor is not particularly limited, but is usually about 0.15 to 5 mm.
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
表1-1及び表1-2(併せて表1という。)において、各例の配合量に関する数値は特に断らない限り質量部を表す。また、各成分について空欄は対応する成分の配合量が0質量部であることを意味する。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.
In Tables 1-1 and 1-2 (collectively referred to as Table 1), the numerical values relating to the blending amounts of each example are in parts by mass unless otherwise specified. Furthermore, blank spaces for each component mean that the blending amount of the corresponding component is 0 parts by mass.
実施例1~21及び比較例1~9において、ベースアクリルゴムを構成する成分の一部を触媒MBのキャリアとして用いた。シランMB及び触媒MBにおけるベースアクリルゴムの配合比率を、表中の「ゴム比率」欄に示した。 In Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 9, a portion of the components constituting the base acrylic rubber was used as a carrier for the catalyst MB. The compounding ratio of the base acrylic rubber in the silane MB and catalyst MB is shown in the "Rubber Ratio" column in the table.
(実施例1~21、比較例1~5、7~9)
まず、金属水和物とシランカップリング剤と有機過酸化物とを表1に示す質量比で、回転刃式ミキサー(商品名、マゼラーPM、マゼラー社製)に投入し、室温(25℃)において10rpmで1分間攪拌(前混合)して、粉体混合物を得た(工程(a-1))。次いで、得られた粉体混合物とベースアクリルゴムと酸化防止剤とを、表1に示す質量比で、予め100℃に昇温したニーダー(容量75L)へ投入し、30rpmで5分間の混合後、25rpmで3分間の仕上げ混練を行った。混合物の温度が有機過酸化物の分解温度以上である180~200℃に達したことを確認した後、フィーダー・ルーダー及びペレタイザーを用いてペレット化することでシランMBを得た(工程(a-2))。こうして得られたシランMBは、ゴム成分にシランカップリング剤がグラフト化反応したシラン架橋性アクリルゴムを含有している。
(Examples 1 to 21, Comparative Examples 1 to 5, 7 to 9)
First, the metal hydrate, the silane coupling agent, and the organic peroxide were charged in a rotary blade mixer (product name: Mazera PM, manufactured by Mazera Co., Ltd.) in the mass ratio shown in Table 1, and stirred (premixed) at 10 rpm for 1 minute at room temperature (25 ° C.) to obtain a powder mixture (step (a-1)). Next, the obtained powder mixture, the base acrylic rubber, and the antioxidant were charged in the mass ratio shown in Table 1 into a kneader (volume 75 L) previously heated to 100 ° C., mixed at 30 rpm for 5 minutes, and then finished kneaded at 25 rpm for 3 minutes. After confirming that the temperature of the mixture reached 180 to 200 ° C., which is the decomposition temperature of the organic peroxide or higher, the mixture was pelletized using a feeder-ruder and a pelletizer to obtain Silane MB (step (a-2)). The Silane MB thus obtained contains a silane crosslinkable acrylic rubber in which the silane coupling agent has been grafted to the rubber component.
一方、ベースアクリルゴム、金属水和物、難燃剤、酸化防止剤及びシラノール縮合触媒を、表1に示す質量比で、順次、予め80℃に昇温したニーダー(容量75L)へ投入し、30rpmで5分間の混合後、25rpmで3分間仕上げ混練を行った。混合物の温度が160℃程度に達しベースアクリルゴムが十分に溶融したことを確認した後、フィーダー・ルーダー及びペレタイザーを用いてペレット化することで触媒MBを得た(工程(b))。この触媒MBは、キャリア及びシラノール縮合触媒の溶融混合物である。 Meanwhile, the base acrylic rubber, metal hydrate, flame retardant, antioxidant and silanol condensation catalyst were sequentially charged in the mass ratios shown in Table 1 into a kneader (volume 75 L) that had been preheated to 80°C, mixed at 30 rpm for 5 minutes, and then finish-kneaded at 25 rpm for 3 minutes. After it was confirmed that the temperature of the mixture had reached about 160°C and the base acrylic rubber had been sufficiently melted, the mixture was pelletized using a feeder-ruder and pelletizer to obtain catalyst MB (step (b)). This catalyst MB is a molten mixture of the carrier and silanol condensation catalyst.
次いで、シランMBと触媒MBを密閉型のリボンブレンダーに投入し、室温(25℃)で5分間ドライブレンドしてドライブレンド物を得た。このとき、シランMBと触媒MBとの混合比は表1に示す質量比である。 Next, the silane MB and catalyst MB were placed in a closed ribbon blender and dry blended for 5 minutes at room temperature (25°C) to obtain a dry blend. At this time, the mixing ratio of the silane MB and catalyst MB was the mass ratio shown in Table 1.
次いで、得られたドライドブレンド物を、下記押出成形条件(1)~(3)のいずれかで溶融混合、成形して、被覆導体をそれぞれ得た(工程(c)及び工程(2))。上記ドライブレンド物を押出機内で押出成形前に溶融混合すること(工程(c))により、反応組成物として難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を調製した。この難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物は、シランMBと触媒MBとの溶融混合物であって、上述のシラン架橋性アクリルゴムを含有している。 Then, the obtained dry blend was melt-mixed and molded under any of the following extrusion molding conditions (1) to (3) to obtain coated conductors (step (c) and step (2)). The dry blend was melt-mixed in an extruder before extrusion molding (step (c)) to prepare a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition as a reaction composition. This flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition is a melt mixture of silane MB and catalyst MB, and contains the above-mentioned silane-crosslinkable acrylic rubber.
(押出成形条件(1))
L/D(スクリュー有効長Lと直径Dとの比)=25、スクリュー直径25mmのスクリューを備えた押出機を、ダイス温度200℃、以下フィーダー側へ、C3=180℃、C2=150℃、C1=130℃の押出温度条件に設定した。この押出機に、調製したドライブレンド物を投入して溶融混合し(工程(c))、裸軟銅線からなる直径0.8mmの導体上に、外径3.8mm、絶縁層厚さが1.5mmとなるように、線速5m/分で(押出負荷試験の条件)で押出・被覆して、被覆導体を得た(工程(2))。
(Extrusion molding conditions (1))
An extruder equipped with a screw having a screw diameter of 25 mm and a L/D (ratio of effective screw length L to diameter D) of 25 was set at a die temperature of 200° C., and extrusion temperature conditions on the feeder side were C3 = 180° C., C2 = 150° C., and C1 = 130° C. The prepared dry blend was charged into the extruder and melt-mixed (step (c)), and extruded and coated onto a bare soft copper wire conductor having a diameter of 0.8 mm at a linear speed of 5 m/min (extrusion load test conditions) so that the outer diameter was 3.8 mm and the insulation layer thickness was 1.5 mm, to obtain a coated conductor (step (2)).
(押出成形条件(2))
L/D=25、スクリュー直径90mmのスクリューを備えた押出機を上記押出成形条件(1)と同じ押出温度条件に設定した。この押出機に、調製したドライブレンド物を投入して溶融混合し(工程(c))、裸軟銅線からなる直径2.2mmの導体を5本撚り合わせ直径約6.0mに仕上げた集合導体の上に、外径9.0mm、絶縁層厚さ1.5mmとなるように、線速10m/分で押出・被覆して、被覆導体を得た(工程(2))。
(Extrusion molding conditions (2))
An extruder equipped with a screw having a screw diameter of 90 mm and L/D=25 was set at the same extrusion temperature as in the above extrusion molding condition (1). The prepared dry blend was charged into the extruder and melt-mixed (step (c)), and extruded and coated at a linear speed of 10 m/min onto an assembly conductor having a diameter of about 6.0 m, which was made by twisting five conductors having a diameter of 2.2 mm made of bare soft copper wires, so that the outer diameter was 9.0 mm and the insulation layer thickness was 1.5 mm, to obtain a coated conductor (step (2)).
(押出成形条件(3))
L/D=25、スクリュー直径70mmのスクリューを備えた押出機を上記押出成形条件(1)と同じ押出温度条件に設定した。この押出機に、調製したドライブレンド物を投入して溶融混合し(工程(c))、裸軟銅線からなる直径2.0mmの導体上に、外径5.0mm、絶縁層厚さ1.5mmとなるように、線速20m/分で押出・被覆して、被覆導体を得た(工程(2))。
(Extrusion molding conditions (3))
An extruder equipped with a screw having a screw diameter of 70 mm and L/D=25 was set to the same extrusion temperature condition as that of the extrusion molding condition (1). The prepared dry blend was charged into the extruder and melt-mixed (step (c)), and extruded and coated onto a bare soft copper wire having a diameter of 2.0 mm at a linear speed of 20 m/min so as to give an outer diameter of 5.0 mm and an insulating layer thickness of 1.5 mm, thereby obtaining a coated conductor (step (2)).
得られた被覆導体を室温(23℃)、相対湿度50%の条件下で24時間放置し、シランカップリング剤の反応部位(トリアルコキシシリル基)を加水分解し、次いでシラノール縮合反応(シラン架橋)させた(工程(3))。このようにして、上記押出成形条件(1)~(3)のいずれかにより上記導体を難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体で被覆した各電線を製造した。被覆層としての難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体は上述の難燃性シラン架橋アクリルゴムを有している。 The obtained coated conductor was left for 24 hours under conditions of room temperature (23°C) and relative humidity of 50%, to hydrolyze the reactive sites (trialkoxysilyl groups) of the silane coupling agent, followed by a silanol condensation reaction (silane crosslinking) (step (3)). In this way, each electric wire in which the conductor was coated with a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding was produced under any of the above extrusion molding conditions (1) to (3). The flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding as the coating layer has the above-mentioned flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber.
(比較例6)
シランMBを調製する際に、金属水和物とシランカップリング剤と有機過酸化物との前混合(工程(a-1))を行わずに、表1のシランMB欄に示す成分を、表1に示す質量比で、ニーダーに投入してシランMBを得た以外は、実施例1と同様にして、電線を製造した。
(Comparative Example 6)
An electric wire was manufactured in the same manner as in Example 1, except that when preparing Silane MB, the metal hydrate, the silane coupling agent, and the organic peroxide were not premixed (step (a-1)), and the components shown in the Silane MB column in Table 1 were added to a kneader in the mass ratio shown in Table 1 to obtain Silane MB.
上記実施例及び比較例の製造において、金属水和物とシランカップリング剤と有機過酸化物との前混合(工程(a-1))を行った場合には、表1の「前混合」欄に「有」と記載し、前混合を行わなかった場合には「無」と記載した。 In the production of the above examples and comparative examples, if premixing of the metal hydrate, silane coupling agent, and organic peroxide (step (a-1)) was performed, it is indicated as "Yes" in the "Premixing" column in Table 1, and if premixing was not performed, it is indicated as "No."
表1に示す各成分としては、以下のものを用いた。
(1)エチレン-アクリルゴム1:ベイマックUltra HT-OR(商品名、デュポン社製、三元共重合体)
(2)エチレン-アクリルゴム2:ベイマックDP(商品名、デュポン社製、二元共重合体)
(3)EVA1:エバフレックスEV180(商品名、三井デュポンポリケミカルズ社製、EVA)
(4)EVA2:レバプレン800(商品名、LANXESS社製、EVA)
(5)エチレン樹脂1:エボリューSP3010(商品名、プライムポリマー社製、LLDPE、密度0.926g/cm3)
(6)エチレン樹脂2:エボリューSP0540(商品名、プライムポリマー社製、LLDPE、密度0.903g/cm3)
(7)エチレン樹脂3:ハイゼックス5100E(商品名、プライムポリマー社製、HDPE、密度0.943g/cm3)
(8)スチレンエラストマー1:タフテックN504(商品名、旭化成社製)
(9)鉱物性オイル1:コスモニュートラル500(商品名、コスモ石油ルブリカンツ、パラフィンオイル)
(10)プロピレン樹脂1:PB222A(商品名、サンアロマー社製、PP)
(11)酸変性エチレン樹脂1:アドテックスL6100M(商品名、日本ポリエチレン社製、マレイン酸変性ポリエチレン)
(12)金属水和物1:キスマ5L(商品名、協和化学社製、水酸化マグネシウム)
(13)難燃剤1:ノーバレッド120UFA(商品名、燐化学工業製、赤燐)
(14)シランカップリング剤1:KBM-1003(商品名、信越化学工業社製、ビニルトリメトキシシラン)
(15)有機過酸化物1:パーヘキサ25B(商品名、日油社製、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン)
(16)酸化防止剤1:イルガノックス1076(商品名、BASF社製、3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オクタデシル)
(17)シラノール縮合触媒1:アデカスタブOT-1(商品名、ADEKA社製、ジオクチルスズジラウレート)
The components shown in Table 1 were as follows.
(1) Ethylene-acrylic rubber 1: Baymac Ultra HT-OR (trade name, manufactured by DuPont, terpolymer)
(2) Ethylene-acrylic rubber 2: Baymac DP (trade name, manufactured by DuPont, binary copolymer)
(3) EVA1: EVAFlex EV180 (product name, manufactured by Mitsui DuPont Polychemicals, EVA)
(4) EVA2: Levaprene 800 (product name, manufactured by LANXESS, EVA)
(5) Ethylene resin 1: Evolue SP3010 (product name, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., LLDPE, density 0.926 g/cm 3 )
(6) Ethylene resin 2: Evolue SP0540 (product name, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., LLDPE, density 0.903 g/cm 3 )
(7) Ethylene resin 3: Hi-Zex 5100E (product name, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., HDPE, density 0.943 g/cm 3 )
(8) Styrene elastomer 1: Tuftec N504 (product name, manufactured by Asahi Kasei Corporation)
(9) Mineral oil 1: Cosmo Neutral 500 (product name, Cosmo Oil Lubricants, paraffin oil)
(10) Propylene resin 1: PB222A (product name, manufactured by SunAllomer Co., Ltd., PP)
(11) Acid-modified ethylene resin 1: Adtex L6100M (product name, manufactured by Japan Polyethylene Corporation, maleic acid-modified polyethylene)
(12) Metal hydrate 1: Kisuma 5L (trade name, manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd., magnesium hydroxide)
(13) Flame retardant 1: Nova Red 120UFA (product name, manufactured by Rinkagaku Kogyo, red phosphorus)
(14) Silane coupling agent 1: KBM-1003 (product name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., vinyltrimethoxysilane)
(15) Organic peroxide 1: Perhexa 25B (trade name, NOF Corp., 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane)
(16) Antioxidant 1: Irganox 1076 (trade name, manufactured by BASF, octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)
(17) Silanol condensation catalyst 1: Adeka STAB OT-1 (trade name, manufactured by ADEKA Corporation, dioctyltin dilaurate)
製造した各電線について、下記試験をし、その結果を表1に示した。 The following tests were carried out on each of the manufactured wires, and the results are shown in Table 1.
1.押出負荷試験
製造時の負荷を押出機のスクリュートルクの大きさにより評価した。
上述の、押出成形条件(1)による被覆導体製造時において、押出機のスクリュートルクを計測した。スクリュートルクが300kg/cm2未満であるものを特に優れたレベルとして「A」とし、300kg/cm2以上450kg/cm2未満であるものを優れたレベルとして「B」とし、450kg/cm2以上550kg/cm2未満であるものを本試験の合格レベルとして「C」とし、550kg/cm2以上のものを本試験の不合格レベルとして「D」とした。
スクリュートルクが550kg/cm2未満であれば、成形条件にもよるが、押出負荷が小さくなって、一般的に、汎用の押出機を用いて押出成形できる。押出負荷を更に低減して汎用の押出機を使用した実際の製造的観点からは、300kg/cm2未満とすることが好ましい。スクリュートルクが550kg/cm2以上となると、通常は、押出機の改造等が必要となる。
1. Extrusion Load Test The load during production was evaluated based on the magnitude of the screw torque of the extruder.
The screw torque of the extruder was measured during the production of the coated conductor under the above-mentioned extrusion molding condition (1). A screw torque of less than 300 kg/ cm2 was rated as "A" for a particularly excellent level, 300 kg/ cm2 or more and less than 450 kg/ cm2 was rated as "B" for an excellent level, 450 kg/cm2 or more and less than 550 kg/ cm2 was rated as "C" for a pass level of this test, and 550 kg/ cm2 or more was rated as "D" for a fail level of this test.
If the screw torque is less than 550 kg/ cm2 , the extrusion load is small, and generally, a general-purpose extruder can be used for extrusion molding, although this depends on the molding conditions. From the viewpoint of practical production using a general-purpose extruder by further reducing the extrusion load, it is preferable to set the extrusion load to less than 300 kg/ cm2 . If the screw torque is 550 kg/ cm2 or more, it is usually necessary to modify the extruder.
2.引張特性試験(機械特性)
上記押出成形条件(1)により得られた被覆導体を用いて製造した各電線から抜き取った被覆(管状片)について引張試験を行った。
この引張試験はJIS C 3005に準じて、標線間距離25mm、引張速度200mm/分の条件で、引張強さ(MPa)及び引張伸び(%)を測定した。
引張強さは、12MPa以上であったものを極めて優れたレベルとして「A」で表し、10MPa以上12MPa未満であったものを優れたレベルとして「B」で表し、8MPa以上10MPa未満であったもの合格レベルとして「C」で表し、8MPa未満を本試験の不合格レベルとして「D」で表した。
引張伸びは、250%以上であったものを極めて優れたレベルとして「A」で表し、200%以上250%未満であったもの優れたレベルとして「B」で表し、150%以上200%未満を本試験の合格レベルとして「C」で表し、150%未満であったものを本試験の不合格レベルとして「D」で表した。
2. Tensile property test (mechanical property)
A tensile test was carried out on the coating (tubular piece) taken out from each electric wire produced using the coated conductor obtained under the above extrusion molding condition (1).
This tensile test was performed in accordance with JIS C 3005, and the tensile strength (MPa) and tensile elongation (%) were measured under conditions of a gauge length of 25 mm and a tensile speed of 200 mm/min.
The tensile strength was given a very excellent level of "A" when it was 12 MPa or more, an excellent level of "B" when it was 10 MPa or more and less than 12 MPa, an acceptable level of "C" when it was 8 MPa or more and less than 10 MPa, and a failing level of "D" when it was less than 8 MPa.
Tensile elongation of 250% or more was given an extremely excellent level and was designated an "A", 200% or more but less than 250% was given an excellent level and was designated a "B", 150% or more but less than 200% was given a pass level and was designated a "C", and less than 150% was given a fail level and was designated a "D".
3.耐油試験
上記押出成形条件(1)により得られた被覆導体を用いて製造した各電線について、JIS C3005に記載の「耐油試験」を行った。耐油試験においては、浸油温度を100℃、浸油時間を24時間とし、油としてIRM902を使用した。
浸油後の引張強さ及び引張伸びを、上記引張特性試験と同じ条件で測定した。
浸油後の引張強さを浸油前の引張強さ(上述の引張試験で得られた引張強さ)で除して、引張強さの残率(%)を算出した。同様にして、引張伸びの残率(%)を算出した。
本試験の評価は、浸油前後の引張強さの残率及び引張伸びの残率がともに80%以上であったものを本試験の優れたレベルとして「A」、引張強さの残率及び引張伸びの残率がともに70%以上80%未満であったものを良好なレベルとして「B」、引張強さの残率及び引張伸びの残率がともに60%以上70%未満であったものを合格レベルとして「C」、引張強さの残率及び引張伸びの残率の一方でも60%満であったものを本試験の不合格レベルとして「D」で表した。
3. Oil Resistance Test The electric wires manufactured using the coated conductors obtained under the above extrusion molding condition (1) were subjected to the "oil resistance test" described in JIS C3005. In the oil resistance test, the oil immersion temperature was 100°C, the oil immersion time was 24 hours, and IRM902 was used as the oil.
The tensile strength and tensile elongation after oil immersion were measured under the same conditions as in the above tensile property test.
The tensile strength retention rate (%) was calculated by dividing the tensile strength after oil immersion by the tensile strength before oil immersion (the tensile strength obtained in the above tensile test). Similarly, the tensile elongation retention rate (%) was calculated.
In the evaluation of this test, a tensile strength retention rate and a tensile elongation retention rate of 80% or more before and after oil immersion were both given an excellent level of "A", a tensile strength retention rate and a tensile elongation retention rate of 70% or more and less than 80% were both given a good level of "B", a tensile strength retention rate and a tensile elongation retention rate of 60% or more and less than 70% were both given a pass level of "C", and a tensile strength retention rate and a tensile elongation retention rate of less than 60% were both given a fail level of "D".
4.ホットセット試験
上記押出成形条件(1)により得られた被覆導体を用いて製造した各電線から導体を引き抜いた管状片を用いて、ホットセット試験を行った。
ホットセット試験は、IEC60811-2-1に記載の方法に準拠して、行った。
試験条件は200℃又は150℃、加熱時間は15分、荷重は20N/cm2とした。加熱後の長さを測定し、加熱前の長さに対する伸び率(%)を求めた。さらに、荷重を除去して荷重除去後の長さを測定し、加熱前の長さに対する伸び率(%)を求めた。
試験温度200℃でも、加熱後の伸び率が100%以下、かつ、加熱及び荷重除去後の伸び率が25%以下であった場合を、本試験の優れたレベルとして「A」で表した。
試験温度200℃では、加熱後の伸び率が100%を超えるか、または、加熱及び荷重除去後の伸び率が25%を超えるが、試験温度150℃の測定において、加熱後の伸び率が100%以下、かつ、加熱及び荷重除去後の伸び率が25%以下であった場合を、本試験の合格レベルとして「B」で表した。試験温度150℃で、加熱後の伸び率が100%を超えるか、または、加熱及び荷重除去後の伸び率が25%を超える場合を「D」で表し、不合格とした。本試験への合格は必須ではない。
4. Hot Set Test A hot set test was carried out using a tubular piece obtained by drawing out the conductor from each electric wire produced using the coated conductor obtained under the above extrusion molding condition (1).
The hot set test was carried out in accordance with the method described in IEC 60811-2-1.
The test conditions were 200°C or 150°C, heating time 15 minutes, and load 20 N/ cm2 . The length after heating was measured, and the elongation percentage (%) relative to the length before heating was calculated. Furthermore, the load was removed, and the length after the load was removed was measured, and the elongation percentage (%) relative to the length before heating was calculated.
When the elongation rate after heating was 100% or less and the elongation rate after heating and removal of the load was 25% or less even at a test temperature of 200° C., the specimen was regarded as being at an excellent level in this test and was given a grade of “A”.
At a test temperature of 200°C, the elongation rate after heating exceeds 100% or the elongation rate after heating and removing the load exceeds 25%, but in the measurement at a test temperature of 150°C, the case where the elongation rate after heating is 100% or less and the elongation rate after heating and removing the load is 25% or less was expressed as a pass level of this test, and was marked with "B". At a test temperature of 150°C, the elongation rate after heating exceeds 100% or the elongation rate after heating and removing the load exceeds 25% was expressed as "D" and was regarded as a failure. Passing this test is not essential.
5.難燃性試験A
上記押出成形条件(2)により得られた被覆導体を用いて製造した電線を用いて、難燃性試験を行った。試験はIEC(国際電気標準会議:International Electronical Commission)60332-1-2記載の一条燃焼試験に基づいて行った。
電線から600mm長のサンプルを切り出し、サンプルを垂直に保持し、45度の角度でバーナーの炎をサンプルの下端にあて、60秒間燃焼させた。バーナーを取り除き、炎が自消した後に、炭化部分の上端と上部支持部材との距離が50mm以上であった場合を合格「A」、50mm未満であった場合を不合格「D」とした。
上記難燃性試験Aに合格することは、被覆層が良好な難燃性を有し、外径9.0mm以上の電線に対しては、高い難燃性を付与できることを意味する。
5. Flame retardancy test A
A flame retardancy test was carried out on the electric wire manufactured using the coated conductor obtained under the extrusion molding condition (2) above. The test was carried out based on the single-strand flame resistance test described in IEC (International Electrotechnical Commission) 60332-1-2.
A 600 mm long sample was cut from the electric wire, held vertically, and a burner flame was applied to the bottom end of the sample at a 45 degree angle for 60 seconds. After the burner was removed and the flame was self-extinguishing, a sample with a distance of 50 mm or more between the top end of the carbonized portion and the upper support member was rated as pass "A," and a sample with a distance of less than 50 mm was rated as fail "D."
Passing the flame retardancy test A means that the coating layer has good flame retardancy and can impart high flame retardancy to an electric wire having an outer diameter of 9.0 mm or more.
6.難燃性試験B
上記押出成形条件(3)により得られた被覆導体を用いて製造した電線を用いて、難燃性試験を行った。試験はIEC60332-1に基づいて行った。
電線から600mm長のサンプルを切り出し、サンプルを垂直に保持し、45度の角度でバーナーの炎をサンプルの下端にあて、60秒間燃焼させた。バーナーを取り除き、炎が自消した後に、炭化部分の上端と上部支持部材との距離が50mm以上であった場合を合格「A」、50mm未満であった場合を不合格「D」とした。本試験への合格は必須ではない。
上記難燃性試験Bに合格することは、被覆層が極めて高い難燃性を有し、外径5.0mm以上9.0mm未満の電線に対しても高い難燃性を付与できることを意味する。
上記難燃性試験Bにおいては、上記難燃性試験Aにおけるサンプル(外径9.0mm)よりも外径の小さいサンプル(外径5.0mm)を用いる。外径が小さくなることにより、炎がめぐりやすく、より燃焼しやすい条件下での試験といえる。
6. Flame retardancy test B
A flame retardancy test was carried out on the electric wire manufactured using the coated conductor obtained under the above extrusion molding condition (3) in accordance with IEC 60332-1.
A 600 mm long sample was cut from the wire, held vertically, and a burner flame was applied to the bottom end of the sample at a 45 degree angle and burned for 60 seconds. After the burner was removed and the flame was self-extinguishing, a sample was rated as pass "A" if the distance between the top end of the carbonized portion and the upper support member was 50 mm or more, and a sample was rated as fail "D" if it was less than 50 mm. Passing this test is not mandatory.
Passing the flame retardancy test B means that the coating layer has extremely high flame retardancy and can impart high flame retardancy even to an electric wire having an outer diameter of 5.0 mm or more and less than 9.0 mm.
In the flame retardancy test B, a sample having a smaller outer diameter (outer diameter 5.0 mm) is used than the sample having an outer diameter of 9.0 mm in the flame retardancy test A. The smaller outer diameter allows the flame to circulate more easily, and the test is carried out under conditions that are more conducive to combustion.
本発明で規定する各工程を有する製造方法において、本発明で規定する組成を満たしていないベースアクリルゴムを混合すると、押出負荷試験、引張特性試験、耐油性試験、難燃性試験Aのいずれかが不合格であり、高温耐油性を維持しながら、優れた引張特性及び難燃性を実現した難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を押出負荷を低減して製造することができなかった(比較例1、2、5、7、8)。工程(a-2)及び工程(b)において用いられるベースアクリルゴムの比率が本発明で規定する比率を満たしていないと、押出負荷試験、引張特性試験、耐油性試験のいずれかが不合格であり、高温耐油性を維持しながら、優れた引張特性及び難燃性を実現した難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を押出負荷を低減して製造することができなかった(比較例3、4、9)。金属水和物とシランカップリング剤との前混合を行わないと、機械特性試験(引張強さ)及び耐油性試験に不合格であり、高温耐油性を維持しながら、優れた引張特性及び難燃性を実現した難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を押出負荷を低減して製造することができなかった(比較例6)。
これに対して、本発明で規定する各工程を有する製造方法において、本発明で規定する組成を満たしたベースアクリルゴムを、金属水和物、有機過酸化物等と特定量で配合し、かつ、工程(a-2)及び工程(b)において用いられるベースアクリルゴムの比率が本発明で規定する比率を満たしていると、押出負荷試験、引張特性試験、耐油性試験、難燃性試験Aのいずれにも合格し、高温耐油性を維持しながら、優れた引張特性及び難燃性を実現した難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を押出負荷を低減して製造することができた(実施例1~21)。よって、これらの成形体を被覆層として備えた実施例1~21の電線は、いずれも、押出負荷を低減して製造でき、高温耐油性を維持しながら、優れた引張特性及び難燃性を有している。
In a production method having each step specified in the present invention, when a base acrylic rubber not satisfying the composition specified in the present invention was mixed, any of the extrusion load test, tensile property test, oil resistance test, and flame retardancy test A were not passed, and a flame retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article that realized excellent tensile properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance could not be produced with a reduced extrusion load (Comparative Examples 1, 2, 5, 7, and 8).When the ratio of the base acrylic rubber used in step (a-2) and step (b) did not satisfy the ratio specified in the present invention, any of the extrusion load test, tensile property test, and oil resistance test were not passed, and a flame retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article that realized excellent tensile properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance could not be produced with a reduced extrusion load (Comparative Examples 3, 4, and 9). If the metal hydrate and the silane coupling agent were not premixed, the mechanical property tests (tensile strength) and oil resistance tests were not passed, and it was not possible to produce a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding that achieved excellent tensile properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance with a reduced extrusion load (Comparative Example 6).
In contrast, in a manufacturing method having each step specified in the present invention, when a base acrylic rubber satisfying the composition specified in the present invention is blended with a specific amount of a metal hydrate, an organic peroxide, etc., and the ratio of the base acrylic rubber used in step (a-2) and step (b) satisfies the ratio specified in the present invention, a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article that passes the extrusion load test, tensile property test, oil resistance test, and flame retardancy test A and realizes excellent tensile properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance can be manufactured with reduced extrusion load (Examples 1 to 21). Thus, all of the electric wires of Examples 1 to 21 having these molded articles as coating layers can be manufactured with reduced extrusion load, and have excellent tensile properties and flame retardancy while maintaining high-temperature oil resistance.
Claims (11)
工程(1):ベースアクリルゴム100質量部に対して、有機過酸化物0.01~0.6質量部と、金属水和物75~200質量部と、前記有機過酸化物から発生したラジカルの存在下で前記ベースアクリルゴムとグラフト化反応しうるグラフト化反応部位を有するシランカップリング剤1~15質量部と、シラノール縮合触媒とを溶融混合して、前記有機過酸化物から発生したラジカルによって前記グラフト化反応部位と前記ベースアクリルゴムのグラフト化反応可能な部位とをグラフト化反応させることにより、シラン架橋性アクリルゴムを含む難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を得る工程
工程(2):前記難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を成形して、成形体を得る工程
工程(3):前記成形体を水と接触させて、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体を得る工程
前記ベースアクリルゴムが、エチレン-アクリルゴム10~70質量%、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂45質量%以下、及び密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂45質量%以下を、前記エチレン-アクリルゴムと前記エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂との合計含有率がベースアクリルゴム100質量%中、35~70質量%の範囲になる質量割合で含有し、前記密度0.910~0.940g/cm3のエチレン樹脂以外のエチレン樹脂を含有せず、
前記工程(1)が下記工程(a-1)、工程(a-2)、工程(b)、及び工程(c)を有する、難燃性シラン架橋アクリルゴム成形体の製造方法。
工程(a-1):前記金属水和物及び前記シランカップリング剤を混合して混合物を調製する工程
工程(a-2):前記混合物と前記ベースアクリルゴムの全量の40~79質量%とを、前記有機過酸化物の存在下で前記有機過酸化物の分解温度以上の温度において溶融混合して、前記有機過酸化物から発生したラジカルによって前記グラフト化反応部位と前記ベースアクリルゴムのグラフト化反応可能な部位とをグラフト化反応させることにより、シラン架橋性アクリルゴムを含むシランマスターバッチを調製する工程
工程(b):前記ベースアクリルゴムの全量の21~60質量%及び前記シラノール縮合触媒を溶融混合して、触媒マスターバッチを調製する工程
工程(c):前記シランマスターバッチと前記触媒マスターバッチとを溶融混合して、前記難燃性シラン架橋性アクリルゴム組成物を得る工程 A method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molding, comprising the following steps (1), (2) and (3):
Step (1): A step of melt-mixing 0.01 to 0.6 parts by mass of an organic peroxide, 75 to 200 parts by mass of a metal hydrate, 1 to 15 parts by mass of a silane coupling agent having a graft reaction site capable of undergoing a graft reaction with the base acrylic rubber in the presence of radicals generated from the organic peroxide, and a silanol condensation catalyst, relative to 100 parts by mass of a base acrylic rubber, to cause a graft reaction between the graft reaction site and a site capable of undergoing a graft reaction of the base acrylic rubber by the radicals generated from the organic peroxide, thereby obtaining a flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition containing a silane-crosslinkable acrylic rubber. Step (2): A step of molding the flame-retardant silane-crosslinkable acrylic rubber composition to obtain a molded body. Step (3): A step of contacting the molded body with water to obtain a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded body. The base acrylic rubber is 10 to 70% by mass of ethylene-acrylic rubber, 45% by mass or less of ethylene-vinyl acetate copolymer resin, and has a density of 0.910 to 0.940 g/cm. The ethylene resin composition according to claim 3 , wherein the total content of the ethylene-acrylic rubber and the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is in the range of 35 to 70 mass% in 100 mass% of the base acrylic rubber, and the ethylene resin composition according to claim 3 does not contain any ethylene resin other than the ethylene resin having a density of 0.910 to 0.940 g/cm3,
The method for producing a flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded product, wherein the step (1) comprises the following steps (a-1), (a-2), (b), and (c):
Step (a-1): A step of mixing the metal hydrate and the silane coupling agent to prepare a mixture. Step (a-2): A step of melt-mixing the mixture and 40 to 79 mass% of the total amount of the base acrylic rubber in the presence of the organic peroxide at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the organic peroxide, and preparing a silane master batch containing a silane crosslinkable acrylic rubber by causing a graft reaction between the graft reaction site and a graft reaction site of the base acrylic rubber by radicals generated from the organic peroxide. Step (b): A step of melt-mixing 21 to 60 mass% of the total amount of the base acrylic rubber and the silanol condensation catalyst to prepare a catalyst master batch. Step (c): A step of melt-mixing the silane master batch and the catalyst master batch to obtain the flame-retardant silane crosslinkable acrylic rubber composition.
A flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article comprising the flame-retardant silane-crosslinked acrylic rubber molded article according to claim 10.
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