專利名稱：無鹵素阻燃粘合帶及其制造方法
技術領域：
本發明涉及粘合帶，其用于捆扎或保護電線和電纜，特別是車輛用線束；和涉及無鹵素阻燃粘合帶，其中實現了與通常和廣泛使用的由聚氯乙烯制成的粘合帶一樣好的使用性能，即使當燃燒時也不生成有毒氣體如氯氣。本發明還涉及無鹵素粘合帶的制造方法。
背景技術：
對于捆扎和保護那些構成車輛用線束的電線，廣泛使用了由聚氯乙烯(PVC)制成的粘合帶，其中在粘合帶基材的一面形成包含軟聚氯乙烯(PVC)粘合層。在由PVC制成的粘合帶中，有使用性能好的優點，如當卷在構成線束的電線上時伸長度適當、可以容易地用手切割粘合帶等，并且，另外同時具有適當的阻燃性質。
然而，近年來認為環境的保護是重要的，并且認為氯乙烯型塑料的使用是產生有毒的二氧芑的來源而有被禁止的趨勢，從而正在進行開發由PVC制成的粘合帶的替代品。例如，在專利3,007,081的公報中，描述了無鹵素阻燃粘合帶，其中粘合帶包括由無鹵素阻燃劑與烯聚合物混和而成的氧指數至少為22的樹脂組合物，并在粘合帶基材的一面形成粘合層，所述粘合帶基材在拉伸速度為300毫米/分鐘條件下的25％模數為0.8到1.5kgf/mm2、100％模數為1.4到2.0kgf/mm2、每毫米寬度的100％伸長率時的拉伸強度為0.2到0.4kgf/mm，以及斷裂時的伸長率至少為100％。
發明公開然而，雖然上述無鹵素阻燃粘合帶對具有相對大的直徑和硬度的電線如動力電纜表現出良好的捆扎力，但當纏繞在相對小直徑電線如構成車輛用線束的電線上時，其表現出差的隨動性質，并且在捆扎時存在易于在粘合帶和電線之間形成隆起(間隙)和被捆扎的電線變得疏松或最終外觀差的問題。另外，粘合帶基材的硬度有些高，因此，線束的柔軟性差，使其附著于車輛時的可操作性差等。
另外，當在生產粘合帶基材中進行高生產速度的壓延成型時，作為成型材料的粘合帶基材粘附于輥，因此，通過T形機頭成型或通過吹脹成型進行生產。然而，T形機頭成型通常比壓延成型的生產速度慢，其生產率只有約三分之一。此外，雖然吹脹成型表現出比T形機頭成型稍高的生產速度，但其生產率通常小于約壓延成型的一半。此外，在吹脹成型中，得到的粘合帶基材存在厚度變化比其它方法大的缺點。
考慮到這些情況實現了本發明，本發明提供無鹵素阻燃粘合帶，其阻燃性質與由PVC制成的粘合帶類似、即使當燃燒時也不產生有毒氣體、比由PVC制成的粘合帶和常規的無鹵素阻燃粘合帶具有更好的使用性能和柔軟性、特別適用于車輛用線束、并能夠容易地進行將線束附著于車輛的操作等。本發明同時提供了以高生產率制造上述無鹵素阻燃粘合帶的方法。
為實現上述目的，本發明提供無鹵素阻燃粘合帶，其包括在其上具有粘合層的粘合帶基材，其中粘合帶基材為氧指數至少為22的樹脂組合物，所述樹脂組合物包括與金屬氫氧化物混和的基礎樹脂，以及所述基礎樹脂包括反應性丙烯軟質樹脂，以及其中粘合帶基材在拉伸速度為300毫米/分鐘條件下的100％模數小于1.4kgf/mm2，以及在每毫米寬度的100％伸長時的載荷小于0.2kgf/mm。
本發明另外提供無鹵素阻燃粘合帶的制造方法，其包括(a)將包括反應性丙烯軟質樹脂的基礎樹脂與金屬氫氧化物混合，從而制備氧指數至少為22的樹脂組合物；(b)對樹脂組合物進行壓延成型，從而制備具有預定厚度的粘合帶基材；和(c)在所述粘合帶基材的一個表面上形成粘合層。
優選實施方案以下詳細說明本發明。
對于本發明的無鹵素阻燃粘合帶中的粘合帶基材，將金屬氫氧化物作為阻燃劑與包含反應性丙烯軟質樹脂的基礎樹脂混和并將得到的樹脂組合物模制為帶狀。在反應型丙烯軟質樹脂中，將丙烯和乙烯丙烯同時聚合，與其它丙烯烴樹脂相比，其具有高的柔軟性，從而可制備具有高柔軟性的粘合帶基材。另外，反應性丙烯軟質樹脂為烯烴型和非交聯型，因此，其具有容易回收的優點。
上述反應性丙烯軟質樹脂的特征的例子為比重為約0.88(JISK7112)、100％伸長率時的拉伸強度為約6.7MPa(JIS K6251)、拉伸斷裂應力為約14MPa(JIS K6251)和MFR為約1.5G/10分鐘(JIS K7210)。
在本發明中，術語“軟質”根據JIS K7215為至多60的HDD。
反應性丙烯軟質樹脂也可為市售的，例如可適當地使用由K.K.Tokuyama生產的用于擠壓成型的低硬度級產品“M142E”、“R11OE”等。
基礎樹脂可以是單獨的上述反應性丙烯軟質樹脂、或根據需要為其與其它樹脂的混合物。對于可混和的樹脂，可包括烯烴樹脂如聚乙烯或聚丙烯。此時的混合比在滿足后面提及的制成粘合帶基材時的拉伸特征的范圍內適當地選擇。
對于作為阻燃劑的金屬氫氧化物，可使用已知物質，如氫氧化鎂、氫氧化鋁和氫氧化鈣，以及同樣可使用至少兩種的混合。選擇金屬氫氧化物與基礎樹脂的混合量以滿足與聚氯乙烯粘合帶具有類似的阻燃性質，或具體地說，氧指數至少為22(JIS K7201-2)以及后面提及的當制成粘合帶基材時的拉伸特征。
隨著金屬氫氧化物的混合量的增加，阻燃性質變高，而拉伸特征下降。在本發明中，雖然阻燃性質是優先考慮的，但優選控制金屬氫氧化物的混合量，使得金屬氫氧化物基于100重量份的基礎樹脂為約50重量份。
基礎樹脂可適當地與抗氧化劑、著色劑、無機填料、潤滑劑、軟化劑、紫外線吸收劑等混和，其混和程度為不使阻燃性質和拉伸特征下降。它們全部是已知的通常與粘合帶混和的那些。
如上形成的樹脂組合物被模制成帶狀，得到粘合帶基材，在本發明中，可采用生產速度優異的壓延成型方法。在常規的無鹵素阻燃粘合帶的生產中，通過T形機頭成型或吹脹成型生產粘合帶基材。這是因為在其中普通的烯烴樹脂用作基礎樹脂的樹脂組合物中，當進行壓延成型時，作為成型產品的粘合帶基材粘著于輥上。因此到目前為止，不可避免地通過生產速度低的方法如T形機頭成型(約為壓延成型方法的三分之一)或吹脹成型方法(約為壓延成型方法的一半)生產粘合帶基材。另外，在吹脹成型中，存在得到的粘合帶基材的厚度變化比使用其它方法生產的基材厚度大的缺點。在本發明中，使用反應型丙烯軟質樹脂，從而有可能通過壓延成型方法生產粘合帶基材，其中不發生粘輥，生產速度高并且厚度變化小。
對壓延成型的條件沒有特別限制，其根據樹脂組合物的組成、預定的粘合帶厚度等適當地調整。
優選得到的粘合帶基材的厚度為0.03到0.4毫米或，特別是0.05到0.15毫米。當粘合帶厚度小于0.03毫米時，其太薄而難以得到充分的強度，從而粘合帶易于破裂。另一方面，當粘合帶厚度大于0.4毫米時，難以用手截斷并且可加工性變差。
在本發明中，粘合帶基材的拉伸特征為在拉伸速度為300毫米/分鐘條件下的100％模數小于1.4kgf/mm2和在每毫米寬度的100％伸長時的載荷小于0.2kgf/mm。
當100％模數至少為1.4kgf/mm2時，在將粘合帶圍繞電線纏繞時粘合帶幾乎不伸長并且在粘合帶和電線之間易于產生隆起。特別優選100％模數為0.7到1.2kgf/mm2。
當每毫米寬度的100％伸長時的載荷至少為0.2kgf/mm時，同上，粘合帶幾乎不伸長，當捆扎電線制備線束時，線束表現出差的柔軟性，這嚴重地影響將線束附著于車輛的操作，等等。特別優選每毫米寬度的100％伸長時的載荷為0.04到0.1kgf/mm。
然后，在上述粘合帶基材的一面上形成粘合層，從而完成本發明的無鹵素阻燃粘合帶。順便提及，粘合劑可為已知用于粘合帶的粘合劑，同樣地對其厚度沒有特別限制。另外，對于形成粘合層的方法沒有特別限制，例如，可采用其中將粘合劑溶解于適當的溶劑中并將得到的溶液施用于粘合帶基材上并干燥的方法。
實施例以下參考實施例更詳細地說明本發明。然而，本發明不受這些實施例的限制。
(粘合帶樣品的制備)將由K.K.Tokuyama生產的“M142E”(一種反應性丙烯軟質樹脂)(100重量份)與40重量份的氫氧化鎂混和并充分捏合，得到的樹脂組合物經過壓延成型方法(生產速度50m/分鐘)，得到厚度0.050毫米的粘合帶基材。在這一粘合帶基材上施用粘合劑并干燥，制備無鹵素阻燃粘合帶(本發明的產品)。
出于比較目的，通過將50重量份的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、40重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10重量份的聚丙烯和40重量份的氫氧化鎂混合制備樹脂組合物，并經過吹脹成型方法(生產速度20m/分鐘)得到厚度0.050毫米的粘合帶基材。在粘合帶基材上施用粘合劑并干燥，制備無鹵素阻燃粘合帶(常規產品)。
還是出于比較目的，使用聚氯乙烯成型材料通過壓延成型方法(生產速度50m/分鐘)制備厚度為0.050毫米的粘合帶基材。在粘合帶基材上施用粘合劑并干燥，制備由PVC制成的粘合帶。
(拉伸特征的測量)測量各粘合帶基材的100％模數、每毫米寬度的100％伸長時的載荷以及在拉伸速度為300毫米/分鐘條件下的拉伸強度。結果如表1中所示。
(粘合帶隆起的證實)將各全長約350毫米和直徑0.5毫米的三十條電線捆成一捆，然后使用以上各粘合帶通過半纏繞(使用粘合帶全寬的一半寬度疊放)方式進行捆扎。然后使其放置預定的時間段，并通過裸眼檢查粘合帶和電線之間的隆起。結果如表1中所示。
(線束(WH)的柔軟性評價)
將各全長約350毫米和直徑0.5毫米的三十條電線捆成一捆，然后使用以上各粘合帶通過半纏繞方式捆扎，制各樣品。將樣品放置于間隔100毫米排列的一對圓柱體(直徑19毫米)上，使樣品以直角與圓柱體交叉。
然后，保持測量溫度(-10℃、10℃和30℃)，在圓柱體之間的中間部分向下拉伸樣品，測量從樣品彎曲直到其從圓柱體落下的最高載荷。結果如表1中所示。
表1
如表1所示，注意到本發明的產品未表現出隆起，與由PVC制成的粘合帶和常規產品比較時，特別是在低溫下捆扎線束具有良好的柔軟性。
還測量了粘合帶基材的粘合帶厚度，常規產品中粘合帶厚度發生變化。
工業實用性如以上所說明的，現在能夠有效地生產阻燃性質與由PVC制成的粘合帶類似的無鹵素阻燃粘合帶，其即使在燃燒時也不產生有毒氣體，并具有比由PVC制成的粘合帶和常規無鹵素阻燃粘合帶更好的使用性能和柔軟性。
權利要求
1.一種無鹵素阻燃粘合帶，其包括具有粘合層的粘合帶基材，其中粘合帶基材是氧指數至少為22的樹脂組合物，所述樹脂組合物包括與金屬氫氧化物混和的基礎樹脂，以及所述基礎樹脂包括反應性丙烯軟質樹脂，和其中粘合帶基材在拉伸速度為300毫米/分鐘條件下的100％模數小于1.4kgf/mm2，每毫米寬度的100％伸長時的載荷小于0.2kgf/mm。
2.權利要求1的無鹵素阻燃粘合帶，其中粘合帶基材的厚度為0.03到0.4毫米。
3.權利要求1或2的無鹵素阻燃粘合帶，其中所述粘合帶用于捆扎和保護車輛用線束。
4.無鹵素阻燃粘合帶的制造方法，該方法包括(a)將包括反應性丙烯軟質樹脂的基礎樹脂與金屬氫氧化物混合，從而制備氧指數至少為22的樹脂組合物；(b)對樹脂組合物進行壓延成型，從而制備具有預定厚度的粘合帶基材；和(c)在所述粘合帶基材的一個表面上形成粘合層。
全文摘要
本發明提供一種無鹵素阻燃粘合帶，其包括在上面具有粘合層的粘合帶基材，其中粘合帶基材是氧指數至少為22的樹脂組合物，所述樹脂組合物包括與金屬氫氧化物混和的基礎樹脂，所述基礎樹脂包括反應性丙烯軟質樹脂，并且其中粘合帶基材在拉伸速度為300毫米/分鐘條件下的100％模數小于1.4kgf/mm
文檔編號C09J7/02GK1639293SQ0380459
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月25日 優先權日2002年2月25日
發明者小池真登, 原進, 市川広 申請人:矢崎總業株式會社