阻燃熱塑性彈性體的製作方法
2023-05-19 19:09:11
專利名稱：阻燃熱塑性彈性體的製作方法
阻燃熱塑性彈性體
背景技術：
本公開涉及到阻燃熱塑性彈性體。含滷素的物質例如聚氯乙烯(PVC)廣泛地用於線材和電纜應用中。生態和健康的關注正在驅動著努力尋找PVC的可行替代品。熱塑性彈性體被看作是PVC的可能的無滷素替代品，因為熱塑性彈性體和PVC在許多物理和機械方面是類似的。但是，線材和電纜應用需要阻燃性。添加阻燃劑到熱塑性彈性體常常降低熱塑性彈性體所需的物理和機械性質。期望有一種無滷素阻燃熱塑性彈性體，其具有對於線材和電纜應用尤其是柔性線材/電纜來說合適的機械性質和物理性質。
發明內容
本公開提供了一種組合物。在一種實施方式中，提供一種組合物，其包括約12wt% 至約50wt%的熱塑性彈性體和約48wt%至約75wt%的阻燃劑。所述熱塑性彈性體的肖氏硬度小於50D。所述阻燃劑包括金屬水合物和低聚的磷酸酯。所述金屬水合物與低聚的磷酸酯的重量比為大於1.45 1。本申請提供另一種組合物。在一種實施方式中，提供一種組合物，其包括熱塑性彈性體，基於烯烴的極性聚合物，和阻燃劑。所述阻燃劑包括金屬水合物和低聚的磷酸酯。本申請提供一種製品。在一種實施方式中，提供一種製品，其包括由組合物構成的至少一個組件，所述組合物包括熱塑性彈性體和阻燃劑。所述熱塑性彈性體的肖氏硬度小於50。所述阻燃劑包括金屬水合物和低聚的磷酸酯。金屬水合物與有機磷酸酯的重量比為大於約1.45 1。在一種實施方式中，所述製品包括金屬導體和在所述金屬導體上的塗層。所述塗層包括所述組合物。
圖1是根據本申請一種實施方式的線材成形機(molder)的示意圖。圖2是根據本申請一種實施方式的燃燒試驗裝置的示意圖。
具體實施例方式本申請提及的所有元素周期表是指由CRC Press, Inc.於2003出版並享有版權的元素周期表。同樣，任何提及的族應該為在使用編號族的IUPAC系統的這個元素周期表中所反映的族。除非指出，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，而且所有的試驗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，任何參考的專利、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實施方式也引入作為參考)，特別是關於本領域中的合成技術、產品和加工設計、聚合物、催化劑、定義(不與本申請具體提供的任何定義不一致)和本領域常識的披露。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1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、溫度等是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1的數值或者包含大於1的分數(例如1. 1、1.5等)的範圍，適當時將1個單位看作0.0001、0.001、0.01或 0.1。對於包含小於10 (例如1至5)的個位數的範圍，典型地將1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提供了熱塑性彈性體、阻燃劑、UV-穩定劑、添加劑、和該組合物中各種其它組分的量，和限定這些組分的各種特性和性質等。在關於化學化合物使用時，除非明確說明，否則單數包括所有的異構形式，反之亦然(例如，「己烷」單獨或共同包括己烷的全部異構體)。術語「化合物」和「絡合物」可交替地用來表示有機化合物、無機化合物和金屬有機化合物。術語「原子」表示元素的最小組成，而不管離子狀態，即，不管其是否帶電或部分帶電或鍵接於另一個原子。術語「無定形」 表示缺少如通過差示掃描量熱法(DSC)或等價技術所確定的晶體熔點的聚合物。術語「包含」、「包括」、「具有」以及它們的派生詞不排除任何另外的組分、步驟或過程的存在，而不管本申請是否特別披露過它們。為消除任何疑問，除非有相反說明，否則，通過使用術語「包含」要求的所有組合物可以包括任何另外的添加劑、輔料、或化合物(不管是聚合的或不是聚合的)。相反，除了對於操作性能不必要的那些，術語「基本上由...組成」將任何其它組分、步驟或過程排除在任何以下敘述的範圍之外。術語「由...組成」不包括未特別描述或列出的任何組分、步驟或過程。除非說明，否則術語「或」指所列出的單獨成員以及其任何組合。「組合物」等術語表示兩種或更多種組分的混合物或共混物。「共混物」、「聚合物共混物」等術語表示兩種或更多種聚合物的組合物。這樣的共混物可以是或可以不是溶混的。這樣的共混物可以是或可以不是相分離的。這樣的共混物可以包含或可以不包含一個或多個微區構造，如由透射電子波譜法、光散射、X-射線散射、 以及任何其它本領域已知的方法所確定的。術語「聚合物」(等術語)是使相同或者不同類型的單體反應(即，聚合)製備的大分子化合物。「聚合物」包括均聚物和共聚物。在一種實施方式中，提供了一種組合物。所述組合物包括熱塑性彈性體和阻燃劑。 所述阻燃劑由金屬水合物和低聚的磷酸酯構成。金屬水合物與有機磷酸酯的重量比為大於約1.45 1。所述重量比基於組合物的總重量。在一種實施方式中，所述熱塑性彈性體的肖氏硬度小於50D。本申請所用的「熱塑性彈性體」是一種聚合物，其⑴具有被拉伸到超過它原始長度並在釋放時基本上縮回到它的原始長度的能力，和O)當暴露於熱時軟化並當冷卻至室溫時基本上回到它的原始條件。本發明的熱塑性彈性體是不交聯的，或者通過其它方式沒有交聯。本申請的熱塑性彈性體區別於「熱固性聚合物」，並且不包含「熱固性聚合物」，熱固性聚合物在加熱時會不可逆地固化或者「硬化」。合適的熱塑性彈性體的非限制性實例包括熱塑性聚氨酯("TPU")，熱塑性聚酯彈性體(TPEE)，聚醯胺彈性體，及其任何組合。在一種實施方式中，所述熱塑性彈性體不含有基於烯烴的非極性聚合物例如基於乙烯的非極性聚合物和基於丙烯的非極性聚合物。本申請所用的「熱塑性聚氨酯」(或者「TPU」)是多異氰酸酯、一種或多種聚合的二醇、和任選的一種或多種二官能增鏈劑的反應產物。所述TPU可通過預聚物、準預聚物或一步法(one-shot methods)製備。所述多異氰酸酯可為二異氰酸酯。所述二異氰酸酯在TPU中形成硬鏈段，並且可為芳族的，脂肪族的，和脂環族的二異氰酸酯，和兩種或者更多種這些化合物的組合。源自二異氰酸酯(OCN-R-NCO)的結構單元的非限制性實例由以下式(I)表示
權利要求
1.一種組合物，其包括約12wt%至約50wt%的根據ASTM D2240測得的肖氏硬度小於50D的熱塑性彈性體；約48wt%至約75wt%的阻燃劑，所述阻燃劑包括金屬水合物和低聚的磷酸酯，其中所述金屬水合物與低聚的磷酸酯的重量比為大於1.45 1。
2.權利要求1的組合物，其中所述熱塑性彈性體選自熱塑性聚氨酯，熱塑性聚酯彈性體，聚醯胺彈性體，及其組合。
3.權利要求1-2中任一項的組合物，其中所述低聚的磷酸酯選自間苯二酚二(磷酸二苯基酯)、雙酚A 二(磷酸二苯基酯)、多磷酸雙酚A酯及其組合。
4.一種組合物，其包括熱塑性彈性體；基於烯烴的極性聚合物；和阻燃劑，所述阻燃劑包括金屬水合物和低聚的磷酸酯。
5.權利要求4的組合物，其中所述金屬水合物與低聚的磷酸酯的重量比為大於 1. 45 1。
6.權利要求4-5中任一項的組合物，其包括約12wt%至約50wt%的所述熱塑性彈性體；約Iwt %至約30wt%乙烯乙酸乙烯酯共聚物；約48wt%至約75襯％的所述阻燃劑；約30wt%至約45wt%的金屬水合物；和約5wt%至約35wt%低聚的磷酸酯。
7.一種製品，其包括由組合物構成的至少一個組件，其中所述組合物包括肖氏硬度小於50D的熱塑性彈性體和阻燃劑，所述阻燃劑包括金屬水合物和低聚的磷酸酯，其中金屬水合物與有機磷酸酯的重量比為大於約1.45 1。
8.權利要求7的製品，其中所述組合物包括基於烯烴的極性聚合物。
9.權利要求7-8中任一項的製品，其包括金屬導體和所述金屬導體上的塗層，所述塗層包括所述組合物。
10.權利要求9的製品，其中所述塗覆的金屬導體具有根據UL-1581的方法1080測定的VW-I等級。
全文摘要
本申請提供了一種組合物，其包括熱塑性彈性體和阻燃劑，所述阻燃劑由金屬水合物和低聚的磷酸酯構成。金屬水合物與低聚的磷酸酯的重量比為大於1.45∶1。所述組合物可為製品的組件，例如製品的組件，例如塗覆的線材或者塗覆的電纜，其中所述組合物存在於所述塗層中。
文檔編號C08K3/22GK102549056SQ200980161577
公開日2012年7月4日 申請日期2009年7月31日 優先權日2009年7月31日
發明者G.J.陳, R.F.伊頓, W.G.姚, X.Y.泰, Y.D.齊 申請人:陶氏環球技術有限責任公司