包含作為填料的氫氧化鋁和納米填料的阻燃性聚合物組合物的製作方法

2023-09-21 16:28:50 2

專利名稱：包含作為填料的氫氧化鋁和納米填料的阻燃性聚合物組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種阻燃性聚合物組合物，一種包含所述阻燃性聚合物組合物的物 品，特別是電線或電纜，以及所述組合物用於製造電線或電纜的層的用途。
背景技術：
為了改進聚合物的阻燃性，現有技術中已知多種方法。首先，已知的方法包括在聚 合物中含有滷化物的化合物。然而，這些材料的缺點是在燃燒時會生成危險性和腐蝕性氣 體，如滷化氫。這也是PVC基阻燃性聚合物組合物的缺點。在另一種方法中，阻燃性組合物包括較大量的、典型地為50-60重量％的無機填 料，例如水合物及氫氧化物，這樣的無機填料在燃燒的過程中吸熱分解並在200-600°C的溫 度範圍內產生惰性氣體。這樣的無機填料例如包括Al(0H)3*Mg(0H)2。然而，在這些阻燃 材料中大量的填料破壞了聚合物組合物的加工性能和機械性質，這成為這些阻燃材料具有 的難以解決的問題。根據在例如EP 0393959中公開的第三種方法，在一種組合物中，在使用一種包括 丙烯酸酯或醋酸酯的有機聚合物和一種除氫氧化物和實質上的水合物之外的無機填料的 同時還使用一種矽油或矽膠。這樣的組合物的阻燃性基於這三種組分之間的協同作用，當 燃燒時，所述協同作用使得形成物理上堅固穩定的炭化層，該炭化層保護聚合物使其不再 進一步燃燒。基於上述組成的化合物在根據ISO 4589-A-IV的極限氧指數(L0I)測試方法 下顯示出良好的阻燃性。鎧裝電纜和更大的導管(conduit)(未鎧裝的)電纜也滿足特定 的電纜測試，例如根據IEC 332-1的單線燃燒測試。然而，基於這樣的組成的電纜和電線難 以滿足成束測試，如根據prEN 50399 :2007的FIPEC測試的要求。因此，這種組合物的阻燃 性仍可有所改進。

發明內容
因此，本發明的一個目的是，提供一種結合了良好阻燃性(即通過根據prEN 50399 2007的FIPEC測試)、良好的加工性能(如擠出能力)和良好的機械性質(如改進 的表面質量)的阻燃性聚合物組合物。本發明人驚訝地發現本發明的目的可通過使用一種包含含有丙烯酸烷基酯共聚 單體單元的乙烯共聚物、作為無機填料的被包覆的氫氧化鋁以及納米填料的聚合物組合物 來實現。因此本發明提供一種阻燃性聚合物組合物，包含(A)含有丙烯酸烷基酯共聚單體單元的乙烯共聚物，(B)作為無機填料的被包覆的氫氧化鋁，(C)納米填料。本發明的阻燃性聚合物組合物滿足根據prEN 50399 :2007的FIPEC測試的B2和C級的要求，並進一步顯示出良好的加工性能，如擠出能力；以及良好的機械性質，如改進的
表面質量。優選地，該組合物不含作為阻燃助劑的含有滷素和磷的化合物，即這樣的化合物 即使存在於該組合物中，其量也僅在3000ppm以下。更優選地，該組合物完全不含含滷素的化合物。然而特別地，在該組合物中可存在 含磷化合物作為穩定劑，通常其量在2000ppm以下，更優選在lOOOppm以下。可通過本領域技術人員已知的多種方式包覆作為無機填料的氫氧化鋁。包覆劑以 液態被添加到粉末狀態的填料中。通常，在包覆填料之後，將填料添加到所述化合物中。另 一種可能是將填料和包覆劑分別添加或幹混添加到混合裝置中。在該組合物中，組分(A)、⑶和(C)以及如下所述的任選的⑶和(E)可由所需 類型的單個化合物或化合物的混合物組成。這裡使用的化學基團按照IUPAC系統進行編號，在此系統中，元素周期系的基團 從1編號到18。另外，只要本文中使用了術語「聚烯烴」(或「聚乙烯」)，則該術語同時包括烯烴的 均聚物和共聚物(或乙烯均聚物或共聚物)。本發明的阻燃性聚合物組合物包含含丙烯酸烷基酯共聚單體單元的乙烯共聚物。所述丙烯酸烷基酯優選選自丙烯酸Ci-C；烷基酯，更優選選自丙烯酸Ci-C；烷基酯， 甚至更優選為丙烯酸甲酯共聚單體，最優選組分(A)為乙烯甲基丙烯酸酯共聚物。組分(A)中丙烯酸烷基酯的含量優選為10-40重量％，更優選15-35重量％，最優 選20-30重量％。除了丙烯酸烷基酯共聚單體，組分(A)可進一步包括其它的共聚單體。這些共聚 單體可選自但不限於C3-C2(l的a "烯烴，甲基丙烯酸Ci-Ce烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和醋 酸乙烯酯。組分(A)還可以含有離子化結構(例如杜邦公司的沙林(Surlyn)型)。除了乙烯和所定義的共聚單體，所述共聚物還可以含有其它的單體。優選地，組分(A)為一種乙烯共聚物，該乙烯共聚物包含的除丙烯酸烷基酯之外 的共聚單體不多於5重量％，更優選不多於2. 5重量％，甚至更優選不多於1. 0重量％，最 優選不多於0.5重量％。在本發明的組合物中，優選組分(A)的量為聚合物組合物總量的10-50重量％。更 優選15-40重量％，最優選為20-30重量％。優選地，組分(A)的密度至少為940g/cm3。另外，本發明的組合物包括(B)作為無機填料的被包覆的氫氧化鋁。所述氫氧化鋁已經用例如有機矽烷、聚合物、羧酸或其鹽或者它們的混合物等包 覆，以輔助加工並使填料在有機聚合物中具有更好的分散性。這樣的包覆層通常不多於填 料的3.0重量％。優選地，組分(B)含有的包覆材料等於或少於3. 0重量％，更優選等於或少於2. 0 重量％，最優選等於或少於1. 5重量％。優選地，組分(B)的氫氧化鋁用氨基矽烷包覆，更優選使用可購得的氨基矽烷或 下式(I)或(II)之一表示的氨基矽烷。
AnSi(NCD)4_n (I)或AnSi(BNCD)4_n (II)其中_N為氮，Si為矽-n 為 0、1、2 或 3-基團A為相同的或不同的，且每個基團A可以是-R1或-0R2，其中〇R1為氫或滷素，例如F、CI、Br、I，優選F或C1或直鏈或支鏈的CrCM的烴基， 優選Ci-C^的烴基，更優選Ci-Ce的烴基；或〇R2為氫或者直鏈或支鏈的Ci-Cm的烴基，優選Ci-C^的烴基，更優選CfC；的烴 基；〇優選地，R1和R2中的烴基為脂肪烴基，更優選為烷基；〇每個R1和/或R2可任選地被一個或更多個取代基取代，每個取代基可獨立地選 自_XR3，其中X選自氧或硫，優選為氧R3 為氫；或直鏈或支鏈的的烴基，優選的烴基，更優選CfC；的烴基，優選所述烴 基為脂肪烴基，更優選為烷基；或直鏈或支鏈的聚醚，其分子量不大於lOOOg/mol，優選不 大於800g/mol，更優選不大於600g/mol，甚至更優選不大於400g/mol，最優選不大於200g/ mol ；-基團B為相同的或不同的，且每個基團B的分子量均為10-300g/mol，優選 20-200g/mol，或每個B可獨立地選自〇直鏈或支鏈的Q-Cm的烴基，優選Q-C^的烴基，更優選C6_C14的烴基，優選所述 烴基為脂肪烴基，更優選為烷基，或〇直鏈或支鏈的聚醚，其分子量不大於300g/mol，優選不大於200g/mol，更優選 不大於100g/mol，和-基團C和D為相同的或不同的，並且每個基團可為〇氫；或〇直鏈或支鏈的Q-C^的烴基，優選Q-C^的烴基，更優選Q-C；的烴基，優選所述 烴基為脂肪烴基，更優選為烷基；或〇R4R5N- (C = 0)-或 R40_ (C = 0)-形式的氨基羰基(aminocarbylgroup)，其中 R4 和R5為相同的或不同的，且每個R4和R5均為氫或直鏈或支鏈的(；-(2(|的烴基，優選
的烴基，更優選Ci-C；的烴基，優選所述烴基為脂肪烴基，更優選為烷基；B、C和/或D可任選地被一個或多個取代基取代，每個取代基可獨立地選自〇滷素，例如F、CI、Br、I，優選F或C1〇-0R2』形式的烷氧基〇-(B，)4_mSiA，mB式的甲矽烷基(silylgroup)，其中 m 為 1、2、3 或 4 ；或
〇_(B，)(NC，D，)形式的氨基或所述取代基可選自- (CH2)。_S i (-CH3) p (-O-CH3) 3_P- (ch2) 0-s i (-ch3) p (-o-ch2-ch3) 3_p- (CH2) 0-Si (-CH2-CH3) p (-O-CH3) 3_P- (CH2) 0-Si (-CH2-CH3) p (-0-CH2-CH3) 3_p其中0 為 1、2、3、4、5 或 6，優選 2、3、4，更優選 3p 為 0、1、2 或 3 和 / 或- (CH2) q-NH2-(CH2) q-NH(-CH3)-(CH2) q-N(-CH3)2-(ch2) q-nh(-ch2-ch3)-(CH2) q-N(-CH2-CH3)2其中q為1、2、3、4、5或6，優選2、3、4，更優選3和/或- (CH2) 2NH (CH2) 3Si (och3) 3,- (CH2) 2NH(CH2) 3Si (0C2H5) 3,- (CH2) 2NH (CH2) 3Si (CH3) (0CH3)2,- (CH2) 2NH (CH2) 3Si (CH3) (0C2H5)2,- (CH2) 2NH(CH2) 2NH(CH2) 3Si (0CH3) 3,- (CH2) 2NH (CH2) 2NH (CH2) 3Si (0C2H5) 3,- (ch2) 2nh (ch2) 2nh (ch2) 3Si (ch3) (och3)2,
- (ch2) 2nh (ch2) 2nh (ch2) 3Si (ch3) (oc2h5) 2其中在甲矽烷基和氨基中R2』的定義與上述R2相同A』的定義與上述A相同B』的定義與上述B相同C』的定義與上述C相同D』的定義與上述D相同，這意味著，B』、C』和/或D』可以再次分別被對B、C和D所定義的基團取代，例如 (B』)4_mSiA』 ^或(B』)4_m(NC』 D』)m。但是優選地，B』、C』和D』不帶有上述進一步的取代基。所述氨基矽烷也可為式(I)和/或(II)的兩種或更多種相同或不同的氨基矽烷 的縮合物，和/或式(I)和/或(II)的一種或更多種相同或不同的氨基矽烷與下式(III) 的矽烷的共縮物。R64_rSi(_0R7)r (III)其中〇r為 1、2、3或 4〇R6為相同的或不同的，且每個R6的分子量均為10-300g/mol，優選20_200g/mol,或者為氫或直鏈或支鏈的C「C2(I的烴基，優選Q-Q。的烴基，更優選C「C6的烴基，優選 地，R6的烴基為脂肪烴基，更優選烷基；任選地，R6被一個或多個取代基取代，每個取代基可獨立地選自■滷素，例如F、CI、Br、I，優選F和/或C1■乙烯基■丙烯醯氧基■甲基丙烯醯氧基■烷氧基■巰基〇R7為為氫或直鏈或支鏈的CfC^的烴基，優選CfC^的烴基，更優選CfC；的烴 基，優選地，R7的烴基為脂肪烴基，更優選烷基；〇每個R7可任選地被一個或多個取代基取代，每個取代基可獨立地選自_XR8，其中X選自氧或硫，優選地X為氧，和R8 為:氫；或直鏈或支鏈的的烴基，優選的烴基，更優選Ci-Q的烴基，優選所述烴 基為脂肪烴基，更優選為烷基；或直鏈或支鏈的聚醚，其分子量不大於lOOOg/mol，優選不 大於800g/mol，更優選不大於600g/mol，甚至更優選不大於400g/mol，最優選不大於200g/ mol ；所述矽烷的縮合是本領域中已知的。優選地，所述氫氧化鋁在包覆之前測得表面積為3. 0m2/g或更大，更優選3. 5m2/g 或更大，甚至更優選3. 8m2/g或更大，並最優選4. 0m2/g或更大。另外，本發明的組合物包括(C)納米填料本文中使用的詞語「納米填料」指的是能夠在聚合物基體(matrixpolymer)中以 一種能夠觀察到結構為納米尺度(l-700nm)的方式分散的物質。通常，所述納米填料的顆 粒分散在聚合物基體中，從而使在至少一個維度上的最大厚度為lOnm或更小，更優選為 8nm或更小。如上所述納米填料分散在其中的聚合物基體通常被稱作「納米複合物」。因此，該 術語指的是一種多相材料，其中一相，即所述納米填料，以納米級、以一種能夠觀察到結構 為納米尺度(l-700nm)的方式分散在一種或多種其它的相中。然而，納米複合物材料在顯 微尺度下觀察是勻質的。從此定義的方面來說，本發明的聚合物組合物也可被稱為納米復 合物。在本發明中，所有的顆粒狀或分層的材料都可用作納米填料，只要它們具有分散 在聚合物基體中進而形成納米複合物的能力。所述納米填料既可為粘土基化合物也可為亞微米級填料，如滑石、碳酸鈣和雲母， 這些物質通常通過例如碾磨進行處理以得到小尺寸即亞微米級的顆粒。「粘土基化合物」指的是具有在納米尺度上的多個相鄰層結構的任意的有機材料
8或無機材料。「亞微米填料」是呈亞微米(10_6m)顆粒尺寸的小顆粒的任意的有機材料或無 機材料。優選地，納米填料(C)為無機物。優選地，納米填料(C)為粘土基化合物。聚合物混合物經混合後，粘土基化合物分 散在組分(A)中，從而使分層結構中的獨立小片分開或脫層。由此，與聚合物接觸的粘土的 表面積比與傳統的加固填料接觸的粘土的表面積大幾個數量級。另外，優選納米填料(C)為粘土基分層的無機材料，優選矽酸鹽材料或所述材料 的混合物。所述粘土材料包括天然的、合成的和改性的層狀矽酸鹽。天然粘土包括蒙脫石 粘土，如蒙脫石、水輝石、雲母、蛭石、膨潤土。合成粘土包括合成雲母、合成皂石、合成水輝 石。改性粘土包括氟化蒙脫石、氟化雲母。優選地，使用的蒙脫石類粘土包括蒙脫石、貝得石、綠高嶺石、皂石以及水輝石。最 優選的蒙脫石類粘土為蒙脫石。可在聚合物組合物進行混合之前通過化學改性，如通過使用烷基銨或膦陽離子絡 合物進行陽離子交換處理，使分層的粘土基材料(優選矽酸鹽)具有親有機性。這樣的陽 離子絡合物插層在粘土層之間。優選地，所述粘土基分層納米填料(C)已通過用插層劑插層進行了改性。插層的粘土基納米填料可通過使可膨潤的分層粘土與膨潤劑或插層劑發生反應 來製備。所述插層劑可為有機陽離子，含有例如氮或磷。隨後，所述粘土納米填料可通過將插層劑與所述粘土混合來製備。一種這樣的方 法為，將所述粘土分散在優選約50-80°C的熱水中，之後邊攪拌邊加入優選為有機陽離子鹽 或溶於適當的溶劑中的這樣的鹽溶液的插層劑，然後攪拌該混合物一段適當的時間使所述 有機陽離子取代存在於粘土中的金屬陽離子，隨後分離經改性的粘土。可使用本領域中任 何已知的方法進行所述分離，如噴霧乾燥、噴霧結晶和過濾。優選地，納米填料(C)已用含有插層劑的銨化合物，更優選季胺化合物進行了插 層。然後將其以可得到納米尺度結構的方式分散到組分(A)中。也可使用這種納米填料與 其它相似或相異類型的納米填料的混合物，如粘土基納米填料和滑石的混合物。當使用與 相異類型的納米填料的混合物時，所述混合物含有的這種納米填料(C)以重量計優選為至 少50 %，更優選65 %，甚至更優選80 %，甚至更優選90 %，且最優選100 %。為了製備這樣的優選類型的納米填料，使插層劑與粘土發生反應。所述插層劑包 括式為(NR4) +X_的銨化合物，其中N為氮，每個R可獨立地為氫或有機配位體，X—可為滷素、 氫氧根或醋酸根陰離子。優選地，所述插層劑包括季胺化合物，其中，每個取代基R為一個 有機配位體。所述有機配位體可為1-22個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、5-40個碳原子的芳基、
芳烷基或烯化氧基團。所述插層劑的量相對於所述粘土中存在的金屬陽離子可為0.5-3.0當量，優選 0. 5-2. 0當量的有機陽離子鹽。在製備後，可從改性粘土中除去過量的有機陽離子鹽。優選地，粘土基分層無機材料的顆粒的長寬比為10或更大。另外，優選地，組分(B)和(C)的總量不超過聚合物組合物總量的70重量％，更優 選組分(B)和(C)的總量為聚合物組合物總量的20-70重量％，甚至更優選35-70重量％，甚至更優選50-65重量％，最優選57-63重量％。優選地，組分(B)和(C)的重量比為9-100，更優選15-40，最優選20-33。所述阻燃性聚合物組合物可進一步包括(D)含量最高為聚合物組合物總量的15重量％的馬來酸酐接枝聚乙烯優選地，組分(D)的含量最高為10重量％，更優選地，組分(D)的含量為聚合物組 合物總量的2. 0-8.0重量％。另外，優選地，組分(D)的馬來酸酐含量最高為5.0重量％，更優選最高為2. 5重 量％，最優選最高為1.0重量％。優選地，組分(D)的密度為930kg/m3或更大。所述阻燃性聚合物組合物可進一步包括(E)其它聚合物，選自由聚烯烴、聚酯、聚醚、聚氨酯、彈性聚合物和矽烷_可交聯 聚合物或它們的混合物組成的組，其總量最高為所述聚合物組合物總量的25%。組分(E)的含量優選為所述聚合物組合物總量的2. 0-20重量％，更優選3. 0-18 重量％，甚至更優選5. 0-15重量％。組分(E)中包含的聚烯烴可為乙烯、丙烯和丁烯均聚物或共聚物以及丁二烯或異 戊二烯的聚合物。適合的乙烯均聚物和共聚物包括低密度聚乙烯，直鏈的低、中或高密度聚 乙烯以及極低密度聚乙烯。組分(E)中包含的彈性聚合物可為乙烯/丙烯橡膠(EPR)、乙烯/丙烯-二烯烴單 體橡膠(EPDN)，熱塑性彈性橡膠(TPE)和丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)。矽烷-可交聯聚合物，即用不飽和矽烷單體製備的聚合物，也可包含在組分(E) 中，所述不飽和矽烷單體具有在水以及任選的矽烷醇縮合催化劑的存在下能夠通過水解和 縮合反應發生交聯從而形成矽烷醇基的可水解的基團。優選地，組分(E)為乙烯均聚物，更優選組分(E)為密度為944kg/m3或更高，更優 選為950kg/m3或更高，最優選為955kg/m3或更高的高密度乙烯均聚物。除了上述組分外，本發明的組合物還可以含有常規的添加劑，例如少量的抗氧化 劑或UV穩定劑。所述添加劑的含量通常不多於5.0重量％。優選不多於3.0重量％，更優 選不多於1.0重量％。本發明的阻燃性聚合物組合物可通過用任意適合的裝置將所述組分混合在一起 來製備，所述適合的裝置如常規的混合或混和設備，例如密閉式煉膠機(Banbury Mixer)、 雙輥橡膠研磨機或雙螺杆擠出機、巴斯(Buss)共捏合機，等等。通常，通過在足以使所述有機聚合物軟化並可塑的高溫下，典型地在120-200°C的 溫度下，將所述組分混合在一起來製備所述組合物。本發明的阻燃性組合物可有各種各樣的應用並用於各種產品。所述組合物例如可 被澆鑄、擠出或形成模鑄品、板和纖維。如上所述，所述阻燃型組合物的特別優選的用途為用於製造電線和電纜。該組合 物可包繞著電線或電纜擠出，從而形成絕緣層或外皮層(jacketing layer)，或者可用作墊 層化合物。本發明還涉及一種製造阻燃性聚合物組合物的方法，所述聚合物組合物包括(A)包含丙烯酸烷基酯共聚單體單元的乙烯共聚物
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(B)作為填料材料的氫氧化鋁(C)納米填料其中所述氫氧化鋁在電纜擠出機中用包覆劑進行了包覆。


圖1顯示了根據prEN 50399 2007 (FIPEC)的火焰蔓延試驗的結果。
具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發明。[實施例]1.測定方法a)熔融指數根據ISO 1133，在190°C下2. 16kg的載荷下對乙烯均聚物和共聚物測定熔融指數 MFR2。b)火焰蔓延試驗根據prEN 50399 2007測試火焰的蔓延，空氣流被調整至每分鐘5m3，在試驗中只 測定火焰蔓延(flame spread)。c)氫氧化鋁表面積的測定氫氧化鋁比表面積的測定根據ISO 9277來進行。d)共聚單體含量共聚單體含量(重量％ )用13C-NMR校準的傅立葉變換紅外光譜(PTIR)測定法測 定。所有FTIR方法均採用FTIR珀金埃爾默(Perkin Elmer) 2000，掃描1次，解析度4CHT1。 將共聚單體的峰與聚乙烯的峰進行比較，例如將丙烯酸丁酯在3450cm—1處的峰與聚乙烯 在2020CHT1處的峰進行比較，並將矽烷在945cm—1處的峰與聚乙烯在2665cm—1處的峰進行 比較。在文獻中已詳細記載，用13C-NMR以常規方式進行校準是有效的。這樣的校準對於 本領域技術人員而言是明顯的。作為所述校準的參考資料，可參見Haslam J，Willis HA, Squirrel DC. ,"Identification and analysisof plastics (塑料的鑑別和分析)」，第二 版，倫敦，Iliffe Books, 19720通過計算將重量％轉換成mol %。e)當在本發明中使用術語「顆粒尺寸」時，該顆粒尺寸是使用TEM儀器測量的算上 標準差的幾何重量分布(平均值)。2.組合物的混合在巴斯共捏合機中，在150°C下，通過將組分混合在一起來製造本發明的和用於比 較的阻燃性聚合物組合物。「螺杆」轉速為30rpm。3.填料/納米填料母料將氫氧化鋁/納米複合物母料進行幹混。4.製得的組合物本發明的組合物1:-24. 4重量％的乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物，其中丙烯酸甲酯的含量為25重 量％，密度 944kg/m3，MFR2 = 0. 4g/10min接枝聚乙烯，0. 5重量％的馬來酸酐，密度934kg/m3，MFR2 = 1. 3g/10min-10. 4 重量 ％的 HDPE，密度 958kg/m3，MFR2 = 1. 2g/10min-60重量％的ATH/納米複合物，其中氫氧化鋁在被包覆前測得的表面積為4m2/ g (Martinswerk公司銷售的Martinal Char-41)，所述納米填料為平均粒徑為10 μ m的分層
二氧化矽-0. 2重量％的 Irganox 1010 (汽巴精化公司(Ciba SpecialityChemicals)銷售)本發明的組合物2:-24. 4重量％的乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物，其中丙烯酸甲酯的含量為25重 量％，密度 944kg/m3，MFR2 = 0. 4g/10min-5重量％的馬來酸酐接枝聚乙烯，0. 5重量％的馬來酸酐，密度934kg/m3，MFR2 = 1. 3g/10min-10. 4 重量 ％的 HDPE，密度 958kg/m3，MFR2 = 1. 2g/10min-60重量％的ATH/納米複合物，其中氫氧化鋁在被包覆前測得的表面積為4m2/ g (Martinswerk ^^目寺肖^ 白勺 Martinal Char-42)，所述納米填料為平均粒徑為10 μ m的分層二氧化矽-0. 2重量％的Irganox 1010 (汽巴精化公司銷售)對比組合物3:-24. 4重量％的乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物，其中丙烯酸甲酯的含量為25重 量％，密度 944kg/m3，MFR2 = 0. 4g/10min-5重量％的馬來酸酐接枝聚乙烯，0. 5重量％的馬來酸酐，密度934kg/m3，MFR2 = 1. 3g/10min-10. 4 重量 ％的 HDPE，密度 958kg/m3，MFR2 = 1. 2g/10min-60重量％的未包覆的氫氧化鋁，表面積為4m2/g (Martinswerk公司銷售的 Martinal OL 104LE)-0. 2重量％的Irganox 1010 (汽巴精化公司銷售)5.電纜所述電纜由橫截面積為1. 5mm2且具有0. 5mm厚的絕緣層的三根固體銅導線構成。 將絕緣的導線絞合併用墊層包覆。所述導線、絕緣層和墊層的總直徑為6. Omm0然後將上述 組合物1-3置於墊層之上作為線皮。電纜的最終直徑為8. 4mm。所述絕緣層由以下成分的組合物構成-51. 8重量％的乙烯丙烯酸丁酯(BA)共聚物，其中丙烯酸丁酯(BA)含量為17重 量％，MFR2 = 1. lg/10min ；-5重量％的矽有機樹脂母料，其中含有40重量％的聚二甲矽氧烷和60重量％的 LDPE ；-12. 5 重量％ 的聚丙烯，230°C下的 MFR2 = 1. 3g/10min ；-30重量％的硬脂酸包覆的CaCO3,平均顆粒尺寸(d5C1的值)為1. 4微米；-0. 1重量％的Irganox MD 1024 (汽巴精化公司銷售)；-0. 35重量％的Irganox MD 1010 (汽巴精化公司銷售)；
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-0. 125重量％的Tinuvin 622 (汽巴精化公司銷售)；-0. 125重量％的Chimasorb 944 (汽巴精化公司銷售)。所用的墊層材料為麥勒斯股份有限公司(Melos GmbH)銷售的FM1239。用直徑7. 9mm的導絲擠出外皮，模具直徑為14. 6mm。6.結果在根據prEN 50399 2007的火焰蔓延試驗中，本發明的組合物1在測試過程中的 火焰蔓延不超過0. 43米。在1分鐘後火焰蔓延達到最大值，在約10. 5分鐘後，火焰蔓延為 0並不再增加。本發明的組合物2顯示，在10分鐘後的火焰蔓延不到0. 86米，並且在16分鐘後 火焰蔓延為0。對比組合物3顯示了火焰蔓延隨時間的增加而穩定增加，在20分鐘後火焰蔓延大 於2. 1米。因此，相較於對比組合物，本發明的組合物顯示出較低的火焰蔓延。下表1示出了本發明的組合物1和2以及對比組合物3的火焰蔓延試驗的結果。 另夕卜，圖1顯示了本發明的組合物1和2以及對比組合物3在根據prEN 50399 2007的火 焰蔓延試驗中表現出來的性能。表1 表1(續) 因此，包含本發明的聚合物組合物的電纜束滿足根據FIPEC測試prEN 50399 2007的B2級或C級的要求。
權利要求
一種阻燃性聚合物組合物，包括(A)包含丙烯酸烷基酯共聚單體單元的乙烯共聚物，(B)作為無機填料的被包覆的氫氧化鋁，(C)納米填料。
2.根據權利要求1所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(A)的丙烯酸烷基酯共聚單 體單元選自丙烯酸C1-C6烷基酯。
3.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(A)的丙烯酸烷基 酯共聚單體單元為丙烯酸甲酯共聚單體。
4.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(A)為乙烯甲基丙 烯酸酯共聚物。
5.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(A)的量為聚合物 組合物總量的10-50重量％。
6.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(A)的共聚單體含 量為10-40重量％。
7.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，所述氫氧化鋁在包覆前 測得的表面積為3. 0m2/g或更大。
8.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，所述氫氧化鋁用氨基矽 烷進行包覆。
9.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(C)為粘土基分層 材料。
10.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(B)和(C)的量不 超過組合物總重量的70%。
11.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(B)和(C)的重量 比為9-100。
12.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，所述組合物進一步包括(D)含量最高為聚合物組合物總量的15重量％的馬來酸酐接枝聚乙烯。
13.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，所述組合物進一步包括(E)其它聚合物，選自由聚烯烴、聚酯、聚醚、聚氨酯、彈性聚合物和矽烷_可交聯聚合 物或它們的混合物組成的組，其總量最高為所述聚合物組合物總量的25%。
14.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(E)為乙烯均聚物。
15.根據上述任一權利要求所述的阻燃性組合物，其特徵在於，組分(E)為高密度乙烯 均聚物。
16.包含根據上述任一權利要求所述的阻燃性聚合物組合物的物品。
17.包含由根據權利要求1-15中任意一項所述的阻燃性組合物製成的層的電線或電纜。
18.根據權利要求1-15中任意一項所述的阻燃性聚合物組合物用於製造電線或電纜的層的用途。
19.製造一種阻燃性聚合物組合物的方法，所述阻燃性聚合物組合物包括(A)包含丙烯酸烷基酯共聚單體單元的乙烯共聚物，(B)作為填料材料的氫氧化鋁，(C)納米填料，其特徵在於，所述氫氧化鋁在電纜擠出機中用包覆劑進行包覆。
全文摘要
本發明涉及一種阻燃性聚合物組合物，該組合物包括(A)包含丙烯酸烷基酯共聚單體單元的乙烯共聚物，(B)作為填料材料的被包覆的氫氧化鋁，(C)納米填料，本發明還涉及包含所述阻燃性聚合物組合物的物品，特別是電線或電纜，以及所述組合物用於製造電線或電纜的層的用途。本發明還涉及一種製造阻燃性聚合物組合物的方法。
文檔編號C08K9/00GK101932645SQ200880118848
公開日2010年12月29日 申請日期2008年12月22日 優先權日2007年12月21日
發明者伯恩特-奧克·蘇丹, 約納斯·榮奎斯特 申請人:波利亞裡斯技術有限公司