用於線材和纜線的無滷素、阻燃tpu組合物的製作方法
2023-06-05 10:08:56
用於線材和纜線的無滷素、阻燃tpu組合物的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種包含無阻燃劑的熱塑性內護套和外護套組合物的線材或纜線,基於組合物的重量,所述組合物包括:(a)10wt%到90wt%的基於TPU的樹脂,(b)5wt%到90wt%的金屬水合物,(c)2wt%到50wt%的基於氮的含磷阻燃劑,以及(d)2wt%到50wt%的液體磷酸酯改性劑,其中外護套與絕緣覆蓋物接觸,並且其中外護套具有大於0到0.8mm的厚度。
【專利說明】用於線材和纜線的無滷素、阻燃TPU組合物
[0001]發明背景
1.發明領域
[0002]本發明涉及具有包含熱塑性聚氨酯(TPU)組合物的外護套的纜線。一方面,本發明涉及包含無滷素、阻燃TPU組合物的纜線外護套,所述組合物包括基於氮的含磷阻燃劑和金屬水合物。
[0003]2.相關現有技術的說明
[0004]TPU組合物可以具有寬範圍的柔性。它們可以通過從注塑到擠出到吹塑的廣泛大量的方法製造。它們還提供了透明性、耐磨損性、耐化學和烴性,以及承載和抗張強度的性能優點。因此,它們覆蓋了許多需要阻燃性的應用。
[0005]常規用於TPU組合物中的阻燃劑是基於滷素的,即它們包含溴、氯等。但是,由於不斷存在的對環境和安全性的關注,現在更有利的是無滷素阻燃劑,但是這些會造成對TPU組合物的挑戰。常規且容易獲得的無滷素阻燃劑,例如,基於磷酸酯的那些,如間苯二酚二(二苯基磷酸酯)(RDP)和雙酚A 二( 二苯基磷酸酯)(BPADP),並沒有製備出表現出良好抑煙性的阻燃性TPU組合物。TPU工業持續感興趣的是表現出良好化學性質和阻燃性的無滷素TPU組合物。
[0006]附圖概述
[0007]圖1是用於無遷移測試的裝置的示意圖。
[0008]發明概述
[0009]在一種實施方式中,本發明是一種包含無阻燃劑的熱塑性內護套和外護套組合物的纜線,基於組合物的總重量,所述組合物包括:
[0010](a) 10wt% 到 90wt% 的基於 TPU 的樹脂,
[0011 ] (b) 5wt%到90wt%的金屬水合物,
[0012](c) 2wt%到50wt%的基於氮的含磷阻燃劑,以及
[0013](d) 2wt%到50wt%的液體磷酸酯改性劑,
[0014]其中外護套與熱塑性內護套接觸,並且其中外護套具有0.1mm到0.8mm的厚度。
[0015]在一種實施方式中,外護套組合物進一步包括一種或多種添加劑或填料,例如抗氧劑、UV-穩定劑、加工助劑和/或金屬氧化物,例如二氧化鈦。
[0016]在所有實施方式中,外護套組合物中所有組分的總百分數是100wt%。
[0017]優選實施方式的詳細說明
[0018]定義 [0019]除非相反地指出,從上下文暗示或現有技術慣例,所有的份和百分比均基於重量,而且所有的測試方法是與本申請的提交日期同步的。針對美國專利實踐的目的,任何涉及的專利、專利申請或公開的內容在此全部引入作為參考(或其等價的US同族也引入作為參考),特別是關於本領域中的定義(不與本申請具體提供的任何定義不一致)和常識的披露。[0020]本申請中的數字範圍是近似值,因此除非另有所指,否則其可以包括該範圍以外的值。數值範圍包括以I個單位增加的從下限值到上限值的所有數值,條件是在任意較低值與任意較高值之間存在至少2個單位的間隔。例如,如果記載組分、物理或其它性質,如分子量、重量百分數等是100至1,000,意味著明確地列舉了所有的單個數值,如100、101、102等,以及所有的子範圍,如100至144、155至170、197至200等。對於包含小於I的數值或者包含大於I的分數(例如1.1、1.5等)的範圍,適當時將I個單位看作0.0001,0.001、0.01或0.1。對於包含小於10 (例如I至5)的個位數的範圍,通常將I個單位看作0.1。這些僅僅是具體所意指的內容的示例,並且所列舉的最低值與最高值之間的數值的所有可能組合都被認為清楚記載在本申請中。本申請內的數字範圍尤其提供了組合物的各組分的
且雄裡寺。
[0021]「線材」等術語表示單根導電金屬,例如銅或鋁,或單根光學纖維。
[0022]「纜線」等術語表示護套內的至少一根電線或光學纖維,所述護套例如絕緣護套或保護性外護套。典型地,纜線是典型地在共用絕緣內護套和/或保護性外護套內的兩根或更多根捆縛在一起的電線或光學纖維。外護套內的單根電線或纖維可以是裸露的、包覆的或絕緣的。組合纜線可以同時包含電線和光學纖維。可以針對低電壓應用、中電壓應用和高電壓應用設計纜線等。典型的纜線設計在USP5,246,783,6, 496,629和6,714,707中說明。
[0023]「組合物」等術語表示兩種或更多種組分的混合物或共混物。
[0024]「聚合物」等術語表示通過使相同或不同類型的單體反應(即,聚合)製備的高分子化合物。「聚合物」包括均聚物和互聚物。
[0025]「互聚物」表示通·過至少兩種不同單體的聚合製備的聚合物。該一般性術語包括共聚物(通常用來指由兩種不同單體製備的聚合物)、和由多於兩種不同單體製備的聚合物(例如,三元共聚物、四元共聚物等)。
[0026]「無滷素」等術語表示本發明的組合物不具有或基本上不具有滷素含量,即,本發明的組合物通過離子色譜(IC)或類似的分析方法測得包含小於2000mg/kg的滷素。認為小於該量的滷素含量對於很多產品例如由本發明的組合物製備的線材或纜線覆蓋物的功效是無關緊要的。
[0027]「熱塑性」材料是線型或支化聚合物,其可以重複變軟並且當加熱時其變為可流動的且當冷卻到室溫時又返回堅硬的狀態。使用ASTM D638-72方法,它通常具有大於1000Opsi (68.95MPa)的彈性模量。此外,當加熱到軟化狀態時,熱塑性塑料可以模塑或擠出為任何預定形狀的製品。
[0028]HFFR TPU 組合物
[0029]本發明公開提供了一種由無滷素阻燃性(HFFR)熱塑性聚氨酯(TPU)組合物製備的纜線外護套。該HFFR TPU組合物包括(a)TPU,(b)金屬水合物,(c)基於氮的含磷阻燃劑和(d)液體磷酸酯改性劑。
[0030](A)熱塑性聚氨酯(TPU)
[0031]用於本發明實踐中的熱塑性聚氨酯是多異氰酸酯(典型地是二異氰酸酯)、一種或多種聚合物二醇、以及任選的一種或多種二官能的擴鏈劑的反應產物。正如這裡使用地,「熱塑性」描述了(I)具有延展超過它的初始長度並且當釋放時基本上縮回其初始長度的能力並且(2)當暴露於熱時軟化並且當冷卻到室溫時基本上回到其初始狀況的聚合物。
[0032]TPU可以通過預聚物、類預聚物或通過一鍋法製備。異氰酸酯形成TPU中的硬鏈段並且其可以是芳香族、脂肪族或脂環族異氰酸酯以及這些化合物中的兩種或更多種的組合。衍生自二異氰酸酯(OCN-R-NCO)的結構單元的一個非限定性實例通過式(I)表示:
[0033]
【權利要求】
1.一種纜線,其包括: 無阻燃劑的熱塑性內護套;和 外護套組合物,基於組合物的總重量,所述組合物包括: (a)10wt%到90wt%的基於TPU的樹脂, (b)5wt%到90wt%的金屬水合物, (c)2wt%到50wt%的基於氮的含磷阻燃劑,以及 (d)2wt%到20wt%的液體磷酸酯改性劑, 其中外護套與內護套接觸, 其中外護套具有大於O到0.8mm的厚度。
2.權利要求1的線材或纜線,其中所述外護套包括: (a)30wt%到50wt%的基於TPU的樹脂, (b)20wt%到40wt%的金屬水合物, (c)5wt%到20wt%的基於氮的含磷阻燃劑,以及 (d)3wt%到10wt%的液體磷酸酯改性劑。·
3.權利要求1的線材或纜線,其中所述金屬水合物是三水合鋁。
4.權利要求1的線材或纜線,其中所述基於氮的含磷阻燃劑選自多磷酸銨(APP)、多磷酸三聚氰胺(MPP)和焦磷酸哌嗪。
5.權利要求1的線材或纜線,其中液體磷酸酯改性劑選自間苯二酚二苯酚磷酸酯(RDP)、雙酚A 二磷酸酯(BDP)、三苯酚磷酸酯(TPP)、三丁氧基乙基磷酸酯(TBEP)和間苯二酚二(二甲苯酚磷酸酯)(XDP)。
6.權利要求1的線材或纜線,其中外護套組合物進一步包括環氧化線型酚醛清漆樹脂。
7.權利要求1的線材或纜線,其中熱塑性內護套包括聚丙烯。
8.權利要求1的線材或纜線,其中外護套具有0.2到0.6mm的厚度。
【文檔編號】C08L75/00GK103857747SQ201180074062
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2011年8月31日 優先權日:2011年8月31日
【發明者】L.J.朱, D.H.郭, L.英, 李斌, Y.Y.楊 申請人:陶氏環球技術有限責任公司