具有改善的應變發白和刮擦發白性能的聚氨酯/聚烯烴共混物的製作方法
2023-04-24 17:58:56
專利名稱：具有改善的應變發白和刮擦發白性能的聚氨酯/聚烯烴共混物的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱塑性聚氨酯(TPU)/聚烯烴(PO)共混物。一方面，本發明涉及包含多磷酸酯型泡沸阻燃劑的這種共混物，而另一方面，本發明涉及進一步包含液體磷酸酯改性劑的這種共混物。
背景技術：
由於聚烯烴聚合物具有相對低的成本以及優良的物理和化學性質，聚烯烴聚合物被廣泛用於構建線材和纜線覆蓋套(covering)，例如半導體護罩、絕緣層、防護套等。儘管它們通常具有優良的機械性質，但是更好的機械性質是令人期望的，通過用TPU替換一些聚烯烴內容物，顯著地改善了機械性質，例如，伸長率大於(>)400%和拉伸強度> 1200psi，與之相比僅僅聚烯烴的伸長率為100%和拉伸強度小於(<) 1000psi。此外，引入TPU/聚烯烴共混物組分的組合物顯示改善的撓性和較高的變形溫度，這是某些線材和纜線應用中所需的。而且，與僅僅TPU的相當組合物相比，TPU/聚烯烴共混物顯示改善的帶擠出性能，表明用於擠出應用諸如線材和纜線用途的熔體流變學/製造能力得到改善。通過將低成本的聚烯烴與TPU共混，顯著降低了塑料成本，同時針對TPU和聚烯烴二者終端用途允許新的配製寬度(formulation latitude)。TPU/聚烯烴共混物作為無齒阻燃配製物(具體而言，基於磷的泡沸)的基礎樹脂系統具有優良的效用。然而，使用TPU/聚烯烴基礎樹脂的無滷阻燃組合物通常顯示差的應變發白和刮擦發白性能。挑戰是，在未顯著犧牲總體性能平衡的條件下改善這些阻燃組合物的應變發白和刮擦發白性能。
發明內容
本發明的TPU/聚烯烴共混物顯示優異的應變發白和刮擦發白性能，通過加入0.5 25重量％(wt%)液體磷酸酯改性劑(諸如雙酚-A-多磷酸酯(BAPP)等)將多磷酸酯型泡沸阻燃劑與之組合。在一實施方案中，本發明是組合物，其包含:基於組合物的重量按重量百分數計，A.Γ90% 的 TPU 聚合物，B.Γ90%的聚烯烴聚合物，C.Γ60%的基於磷的泡沸阻燃劑，D.0.5^25%的液體磷酸酯改性劑，以及
Ε.任選的添加劑和/或填料。在一實施方案中，組合物是無滷素的。在一實施方案中，所述TPU是基於聚醚的聚氨酯或者基於聚酯的聚氨酯中的至少一種。在一實施方案中，所述聚烯烴聚合物是極性聚烯烴聚合物。
優選的實施方案的詳細描述定義除非相反地指出，除非上下文暗示或現有技術慣例，否則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公開的申請日同步的。針對美國專利實踐的目的，任何引用的專利、專利申請或專利公開的內容，通過引用來全部地引入(或其等價的US同族也通過引用來引入)，特別是關於本領域的定義(就定義範圍而言，不得與在本公開中所具體提供的任何定義不一致)和常識的披露。在本公開中的數值範圍是近似的，因此，其可以包括該範圍以外的值，除非另有說明。如果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，則數值範圍包括以I個單位增加的從該較低值到該較高值(包括該較低值和該較高值在內)的所有數值。作為一個例子，如果組成、物理或其它性能，例如，如分子量、重量百分比等是從100到1，000，則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，酌情將I個單位視為0.0001，0.001，0.01或0.1。對於包含小於10的個位數(例如I至5)的範圍，通常將I個單位視為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是清楚地記載在本公開中。在本公開之內，數值範圍尤其提供了在本發明的組合物中的各種組分的量。「線材」和類似術語是指:單股的導電性金屬如銅或鋁，或單股的光纖。「纜線」和類似術語表示:在鞘例如絕緣覆蓋套或保護性外套內的至少一根線材或光纖。通常，纜線是典型地在共同絕緣套和/或保護套內所捆縛在一起的兩根或更多根線材或光纖。鞘內部的單根線材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纖。纜線等能夠被設計用於低、中和高電壓應用。典型的纜線設計闡述於USP5, 246，783，6，496，629 和 6，714，707。「組合物」和類似的術語是指兩種或更多種組分的混合物或者共混物。「聚合物共混物」和類似術語是指兩種或更多種聚合物的混合物。這樣的共混物可以或者可以不混溶。這樣的共混物可以或可以沒有相分離。這樣的共混物可以或可以不含有一個或多個域結構，所述域結構根據透射電子光譜、光散射、X-射線散射和本領域已知的任何其他方法測定。「聚合物」和類似術語表示:通過將相同或不同類型的單體進行反應(即聚合)所製備的大分子化合物。「聚合物」包括均聚物和互聚物。「互聚物」表示通過至少兩種不同的單體的聚合所製備的聚合物。這種上位術語包括:共聚物(其通常用來表示由兩種不同的單體所製備的聚合物)，和由多於兩種不同單體所製備的聚合物(例如，三元共聚物、四元共聚物等)。「聚烯烴」、「基於烯烴的聚合物」和類似術語是指:基於聚合物的總重量計，以聚合的形式含有過半數(majority)重量百分比的烯烴例如乙烯或丙烯的聚合物。基於烯烴的聚合物的非限制性例子包括基於乙烯的聚合物和基於丙烯的聚合物。「無滷」和類似術語是指組合物沒有或基本上沒有滷素含量，即通過離子色譜法(IC)或類似分析法測定，包含小於2000mg/kg的滷素。 低於上述量的滷素含量被認為對於許多產品(例如線材或纜線覆蓋套)的效能而言是無關緊要的。
「環境條件」和類似術語是指溫度為23°C和在大氣壓下。「催化量」是指促使乙烯一乙烯基矽烷聚合物以可檢測到的水平(優選商業上可接受的水平)交聯所需的催化劑的量。「交聯」、「固化」和類似術語是指在將聚合物成型為製品之前或之後，使聚合物進行或經歷引起交聯的處理，並且聚合物具有小於或等於90重量％的二甲苯或十氫化萘可提取物(即凝膠含量大於或等於10重量％ )。熱塑性聚氨酯(TPU)用於本發明實踐的熱塑性聚氨酯是多異氰酸酯(通常是二異氰酸酯)、一種或多種聚合二醇和任選一種或多種雙官能擴鏈劑的反應產物。此處所用的"熱塑性"描述聚合物(I)具有拉伸超過其原長並且在鬆開時基本上縮回至其原長的能力，以及(2)當受熱時軟化並且在冷卻至室溫時基本上返回至其原來狀態。所述TPU可通過預聚物法、準預聚物法(quas1-prepolymer)或者一步法製備。異氰酸酯形成TPU中的硬鏈段，並且該異氰酸酯可以是芳族、脂肪族、或脂環族異氰酸酯以及兩種或更多種這些化合物的組合。衍生自二異氰酸酯(OCN-R-NCO)的結構單元的非限制實
例由式⑴表示:
權利要求
1.組合物，其包含:基於組合物的重量按重量百分數計， A.Γ90%的TPU聚合物， B.Γ90%的聚烯烴聚合物， C.Γ60%的基於磷的泡沸阻燃劑， D.0.5^25%的液體磷酸酯改性劑，以及 Ε.任選的添加劑和/或填料。
2.權利要求1的組合物，其中所述TPU聚合物是基於聚醚的聚氨酯或者基於聚酯的聚氨酯中的至少一種。
3.權利要求2的組合物，其中所述聚烯烴聚合物是極性聚合物。
4.權利要求3的組合物，其中所述極性聚合物是乙烯/丙烯酸(EAA)共聚物、乙烯/甲基丙烯酸(EMA)共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚(乙烯-共聚-乙烯基三甲氧基矽烷)共聚物，以及馬來酸酐-或矽烷-接枝的烯烴聚合物中的至少 一種。
5.權利要求4的組合物，其中所述基於磷的泡沸阻燃劑包含貢獻氮的組分。
6.權利要求1的組合物，其中所述液體磷酸酯改性劑是雙酚-A-多磷酸酯(BAPP)J^苯二酚二苯基磷酸酯(RDP)、磷酸三(甲苯酯)(TCP)中至少一種。
7.權利要求1的組合物，其還包含矽烷和官能化聚合物的一種或多種。
8.權利要求7的組合物，其中所述官能化聚合物是MAH-g-EVA。
9.權利要求1的組合物，其還包含炭黑。
10.包含權利要求1的組合物的製品。
11.權利要求10的製品，其呈線材或纜線的形式。
12.權利要求11的製品，其中所述組合物構成所述線材或纜線的一層。
全文摘要
組合物，優選無滷阻燃劑組合物，包含基於組合物的重量按重量百分數計，A.1~90%的TPU聚合物，B.1~90%的聚烯烴聚合物，優選極性聚烯烴聚合物，C.1~60%的基於磷的泡沸阻燃劑，D.0.5~25%的液體磷酸酯改性劑，例如雙酚-A-多磷酸酯，以及E.任選的添加劑和/或填料。所述組合物顯示優異的應變發白和刮擦發白性能與優異的燃燒性能、優良的撓性和拉伸性以及包括改善的表面平滑度在內的優良製造擠出特性的組合。
文檔編號C08K5/52GK103154137SQ201180039532
公開日2013年6月12日 申請日期2011年5月24日 優先權日2010年6月16日
發明者M.芒德拉, G.D.布朗 申請人:聯合碳化化學及塑料技術有限責任公司