无卤阻燃性树脂组合物和高压电缆的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及无卤阻燃性树脂组合物和高压电缆。
【背景技术】
[0002] 在铁路车辆等中，作为供给高压电力的配线，使用高压电缆。高压电缆例如由导体 和在导体外周上依次形成的内部半导电层、绝缘层、外部半导电层、编织状的金属屏蔽层以 及护套构成。
[0003] 对于高压电缆的护套，从安全性的观点考虑，要求阻燃性优异，火灾时难以燃烧， 并且要求耐燃料性优异，燃料难以渗入且难以劣化。
[0004] 作为形成具有这样的特性的护套的材料，以往一直使用氯丁橡胶等卤素材料，但 近年来，从减轻环境负荷的观点考虑，使用不包含卤素的无卤阻燃性树脂组合物（以下，也 简称为无卤材料）。无卤材料是在烯烃系树脂中配合不包含卤素的阻燃剂而成的材料，例 如，在专利文献1中，提案了在包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（以下，也称为EVA)的基体聚 合物中配合作为阻燃剂的金属氢氧化物而成的材料。
[0005] 护套通过使无卤材料成型并交联而形成。作为该交联方法，可以进行将有机过氧 化物与无卤材料配合并以规定温度加热而使其交联的过氧化物交联。此时使用的有机过氧 化物通常可以使用半衰期温度高的物质。这是因为，越是半衰期温度高的物质，交联的反应 性越高，从而能够高效地交联无卤材料。即，如果利用半衰期温度高的有机过氧化物，则交 联度高，并且能够形成耐燃料性优异的护套。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2014-53247号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 然而，在使用半衰期温度高的有机过氧化物的情况下，虽然可以得到交联度高的 护套，但是存在将无卤材料加热进行交联时交联温度变高等问题。如果交联温度变高，则与 此同时压力也变高，因此在护套交联中，位于护套内侧的内部半导电层、绝缘层、外部半导 电层有时会因高温高压而熔融变形。例如，如果交联温度为140°C以上的高温，则存在：因 熔融变形而使内部半导电层、绝缘层、外部半导电层的膜厚变得不均匀，从而使高压电缆的 电气特性降低；或者编织状的金属屏蔽层陷入熔融的外部半导电层而使高压电缆的外径发 生变化。
[0011] 因此，为了使交联温度低于140°C，考虑使用半衰期温度低的有机过氧化物。然而， 半衰期温度低的有机过氧化物的交联效率低，不能充分进行护套的交联反应，因此经交联 而得到的护套的交联度低，耐燃料性变低。
[0012] 作为提高无卤材料的交联效率的方法，可以考虑将促进交联反应的交联助剂与有 机过氧化物并用。由于交联助剂能够提高交联效率，因此即使在使用半衰期温度低的有机 过氧化物的情况，交联度也高，也可以得到耐燃料性优异的护套。然而，有用的交联助剂中 的多数在化学结构中包含氮原子，因此如果将这样的含氮成分配合于护套，则会出现在护 套燃烧时产生N0 X、氰化合物等有害气体等其他问题。
[0013] 因此，本发明的目的在于，提供一种即使在使交联温度变低的情况，也能够形成交 联度高、耐燃料性优异并且燃烧时产生的有害气体的产生量少的交联物的无卤阻燃性树脂 组合物。此外，本发明的目的在于，提供一种外径变化少的高压电缆。
[0014] 用于解决课题的方法
[0015] 根据本发明的一个实施方式，提供一种无卤阻燃性树脂组合物，其含有：包含乙酸 乙烯酯含量为40质量％以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的基体聚合物100质量份，1小时 半衰期温度为120°C以下的有机过氧化物1质量份以上且5质量份以下，含氮交联助剂1质 量份以下和金属氢氧化物100质量份以上。
[0016] 根据本发明的其他实施方式，提供一种高压电缆，其是依次具备导体和在上述导 体外周上的内部半导电层、绝缘层、外部半导电层、金属屏蔽层以及护套的高压电缆，上述 护套是通过使无卤阻燃性树脂组合物交联而形成的，所述无卤阻燃性树脂组合物含有：包 含乙酸乙烯酯含量为40质量％以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的基体聚合物100质量份、 1小时半衰期温度为120°C以下的有机过氧化物1质量份以上且5质量份以下、含氮交联助 剂1质量份以下和金属氢氧化物100质量份以上。
[0017] 发明效果
[0018] 根据本发明，能够得到无卤阻燃性树脂组合物和外径变化少的高压电缆，所述无 卤阻燃性树脂组合物即使在使交联温度变低的情况，也能够形成交联度高、耐燃料性优异 并且燃烧时产生的有害气体的产生量少的交联物。
【附图说明】
[0019] 图1是根据本发明的一个实施方式的高压电缆的截面图。
[0020] 附图标记说明
[0021] 1高压电缆
[0022] 10 导体
[0023] 11内部半导电层
[0024] 12绝缘层
[0025] 13外部半导电层
[0026] 14金属屏蔽层
[0027] 15 护套
【具体实施方式】
[0028] 如上所述，在使无卤阻燃性树脂组合物（无卤材料）交联而形成护套时，为了在降 低交联温度的同时获得能够得到充分的耐燃料性的高交联度，优选将半衰期温度低的有机 过氧化物（以下，也简称为交联剂）和化学结构中含有氮原子的含氮交联助剂（以下，也简 称为交联助剂）与无卤材料进行配合。但是，如果配合交联助剂，则存在护套燃烧时产生N0 X 等有害气体的担忧。对于此点，根据本发明人的研究可以得知，通过将交联助剂的配合量相 对于护套的基体聚合物100质量份设为1质量份以下，能够将有害气体的产生量降低至没 有问题的范围。
[0029] 然而，如果使交联助剂的配合量减少，则在降低交联温度时会使交联效率变低，因 此在护套中无法得到充分的交联度。特别地，由于护套的内部与表层部相比不易传热，因此 没有表层部交联得多，从而交联度会变低。即，在护套中，因内部与表层部之间的加热不均 而使交联度产生较大差异，从而会使护套整体的交联度变低。
[0030] 由此，本发明人认为即使在使交联温度变低的情况下，如果能够改善无卤材料的 导热性，则能够提高交联效率，从而对提高导热性的方法进行了研究。其结果发现，在无卤 材料中，越增加作为阻燃剂而配合的金属氢氧化物的配合量，越能够提高导热性，从而提高 交联效率。由于金属氢氧化物容易导热，因此通过增加其配合量，在使交联温度低至例如 110 °c以下时，也可以得到高交联效率。
[0031] 本发明是基于上述见解而完成的发明。
[0032] 一 ·本发明的一个实施方式
[0033] 以下，对于本发明的一个实施方式进行说明。
[0034] (1)无卤阻燃性树脂组合物
[0035] 本实施方式的无卤阻燃性树脂组合物（无卤材料）含有：包含乙酸乙烯酯含量为 40质量％以上的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（al)的基体聚合物（A)、l小时半衰期温度为 120°C以下的有机过氧化物（B)、含氮交联助剂（C)和金属氢氧化物（D)。无卤材料通过加 热而成为交联物。以下，对于各成分详细地进行说明。
[0036] i.基体聚合物（A)
[0037] 基体聚合物（A)包含规定的乙酸乙烯酯含量的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（al)(以 下，也称为EVA (al))。
[0038] EVA (al)包含具有极性基团的乙酸乙烯酯（VA)，并且具有规定的极性。具有极性 的EVA (al)不仅阻燃性优异，耐燃料性也优异。从在无卤材料中得到期望的阻燃性和耐燃 料性的观点考虑，EVA (al)中的乙酸乙烯酯含量（以下，也称为VA量）为40