具备高度抗火焰蔓延性的组合物制造技术

具备高度抗火焰蔓延性的组合物，其中含有被称作基质材料的用于隔离和／或保护缆线的涂层聚合物，其中添加有：－呈既非ⅡＡ族金属氢氧化物又非其水合物的化合物形式的填料，－硅酮，－金属盐，其特征在于该金属选自钙、镁、钡、锶、铊和铈，所述的盐与填料在所述基质材料中相分离。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具体地用于、但并非仅限于制备电线、电缆和/或光缆的高抗火焰蔓延性的组合物。更具体地，本专利技术涉及含下列基质组分的组合物-一种基质材料(例如聚合物)，尤其是常规地用于缆线的绝缘和/或保护涂层的材料，-一种以既非IIA族金属氢氧化物又非其水合物的化合物形式存在的填料，例如CaCO3，-其存在方式例如呈油或树胶状的硅酮，-一种金属盐。举例来说，这类耐火组合物在FR-2678942中有所描述。它们呈现出在抗火焰蔓延性方面的作用，并划定为最佳耐火组合物。发生火灾时，这些组合物的特征如下所示-较大量填料(相对于100份基质材料约为10～数十份)在基质材料表面形成一个在发生火灾时既不燃烧又不分解的无机阻挡层，-在温度的影响下硅酮向基质材料表面转移(在大部分时间内二者不相溶)并且分解产生二氧化硅从而补强了由于填料形成的无机阻挡层，-金属盐在温度影响下同样向基质材料表面转移并且尤其分解产生同样能够补强无机阻挡层的无机残余物；只需使用少量这种盐即可使得发生火灾时组合物表现出令人满意的特性。文献EP-0393 959涉及基于含有至少40％特定共聚物的特定聚合物的耐火组合物。这类组合物的基质组分为硅酮和呈任何IIA族金属化合物形式的填料。该填料可以被有利于填料在混合物中分散的并且能够在耐火材料中与填料紧密结合的有机金属盐包裹。只有当这些组合物含有上述特定共聚物，并且其用量很多时方呈现出良好的耐火特性。若它们含有普通聚合物，其有限氧指数(ILO)仅约为25％。US4273 691同样介绍了基于聚烯烃的耐火组合物，其中含有硅酮以及IIA族金属盐如硬脂酸镁，该组合物同样用于绝缘缆线。该专利指出二氧化硅或粘土可以作为填料被加入耐火组合物中，但其添加量却很少(相对于100份基质材料低于5重量份)。US4273 691披露的组合物的耐火性远远低于FR2678942的组合物前者的ILO至多约为26.5％，后者的ILO至少为35％左右。缆线的用户希望在发生火灾时即使是缆线呈垂直状态时能够避免火焰沿缆线蔓沿、防止绝缘材料在升温下和过火一段时间(即点燃样品必需的燃烧时间)后滴淌，这段时间约为10秒，比过去(约3秒)长了许多，但是这一苟求无法由上述组合物充分地被满足。因此，即使先有技术组合物的ILO超过35％是在短时间燃烧后得到，而在长时间燃烧后却不能得到，这一情况要求人们在对材料样品进行试验的结果和对用这种材料制成的绝缘线进行的试验的结果之间获得良好的关联关系。此外，人们目前还在力图以最廉价的方式获取耐火组合物。本专利技术的目的除了制备新的具备高度抗火焰蔓延性的组合物以外，还在于提高先有技术、尤其是FR-267 8942所述组合物即使是在长时间燃烧之后的耐火性。换言之，本专利技术的目的是满足上述苟求，寻求一种解决问题的方式以便确保用于电缆工业、尤其是动力电缆、以及通讯电缆、光缆或其它用途的绝缘材料在发生例如火灾时不会使火焰蔓延和出现滴淌现象。因此，本专利技术提供一种具备高度抗火焰蔓延性的组合物，其中含有被称作基质材料的作为缆线常规绝缘和/或保护涂层的聚合物，其中结合有-一种呈既非IIA族金属氢氧化物又非其水合物的化合物形式的填料，-一种硅酮，-一种金属盐，其特征在于该金属选自钙、镁、钡、锶、铊、和铈、该盐在基质材料中与填料分离。在本专利技术组合物中，金属盐与填料分离，也就是说，无法借助该盐对填料进行任何预处理，以致一方面填料不被金属盐涂敷，而另一方面金属盐与填料分散在基质材料中而不必结合在一起。本专利技术的填料、硅酮与金属盐的组合体不仅满足了目前对具有高度抗火焰蔓延性的尤其是用作缆线绝缘或保护涂层的组合物的苟求而且明显地提高了在燃烧时间高于10秒时的ILO值。在发生火灾的情况下，本专利技术组合物不会出现绝缘材料滴淌而形成例如一层缆线外皮。另外，本专利技术组合物与被用作基质材料的聚合物有关，能够提供良好的机械与电性能。由于组合物组分的选择，该混合物可以按照有吸引力的价格进行生产，采用常见的已知设备将其转变，而未被利用的材料则可以很容易地被循环使用。更具体地说，人们可以看出，特别有利的是利用本专利技术的特定金属的盐类、尤其是由羧酸或二羧酸得到的盐，这样可以明显地提高先有技术组合物的抗火焰蔓延性。因此，利用本专利技术组合物，即使在燃烧时间多于10秒的情况下仍可以得到大于40％的有限氧指数(ILO)。本专利技术的金属盐尤其适用于处在任何聚合物(均聚物、热塑性弹性体、共聚物等)之中的填料/硅酮体系，这样可以在选择最廉价聚合物的同时制备廉价组合物。这一点可以通过下列事实得到说明这些在发生火灾的情况下会向基质表面转移的特定的盐与已知组合物中所用的盐相同会分解形成可以补强于基质材料表面形成的无机阻挡层的无机残余物，这些盐的熔点低至80～250℃，以致在发生火灾的初始时刻便迅速分解，无机阻挡层因此而几乎立即得到补强。能够提供最佳ILO结果的优选的盐类基于钙或镁。举例来说，它们是这些金属的硬脂酸盐、棕榈酸盐、或油酸盐。优选本专利技术的特定金属的盐以便使其机械与电子性能与缆线的绝缘利用相一致并且在使用温度下具备良好的热稳定性。有利的是，金属盐的熔点低于基质材料分解的初始温度。为了使盐能够发挥上述作用，优选的是组合物中其浓度相对于每100份基质材料而言高于2重量份。当然，本专利技术的组合物可以含有一种以上上述特定的金属盐。有利地，填料选自碳酸钙、碳酸镁和滑石。下列事实可以说明填料的基本作用在升温下填料聚集并且产生吸收所有下层的液体、尤其是硅酮和金属盐的虹吸特性结构，这样就促使金属盐向基质材料表面转移以便形成无机阻挡层。填料在本专利技术组合物的用量以较多为佳，一般相对于100份基质材料为30～160重量份。填料中优选添加片状结构的添加剂，它优选自云母、滑石、高岭土、石墨、二硫化钼和蛭石。这类添加剂能够进一步提高耐火性。在采用适用于制备电和/或光缆和线的情况下，对于制备缆线外层特别有利的是使用添加剂，这种情况依据该外层的构造(缆线数目、缆线之间的距离，…)要求组合物的耐火性高于单根缆线所需的耐火性。以油或树脂形式存在的硅酮可以选自其中优选含有有利于交联的不饱和基的聚二甲基硅氧烷、聚甲苯基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、被诸如胺基、乙酸基或烷氧基之类反应性官能团封端的聚硅氧烷。所有的硅酮均与基质材料不甚相容并且在发生火灾时具有向基质材料表面转移的趋势，这样便形成一层能够补强无机阻挡层并且保护所形成的煤烟的二氧化硅层。本专利技术组合物中优选存在大量硅酮，相对于每100份基质材料一般含量在2～20重量份。适用于本专利技术组合物的基质材料在第一种实施方式中可以是均聚物如高密度或低密度聚烯烃，尤其是高密度、低密度、极低密度和超低密度聚乙烯，聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯。上述列举并非限制性的，许多均聚物均可以被用于本专利技术。特别适用的是其中内容被引用在此供参考的文献FR-2678942或US4273 691所提及的均聚物。作为非常有利的情况，当本专利技术组合物主要含有一种或多种均聚物时，经过多于10秒的燃烧后，ILO高于30％，而当采用硬脂酸镁作为盐时，该值可达34％左右。基质材料可以由以一种或多种这类均聚物组成的混合物构成，或以一种或多种这类均聚物组成的混合物与例如一种或多种下列补充材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
具备高度抗火焰蔓延性的组合物，其中含有被称作基质材料的用于绝缘和／或保护缆线的涂层聚合物，其中添加有：－呈既非ⅡＡ族金属氢氧化物又非其水合物的化合物形式的填料，－硅酮，－金属盐，其特征在于该金属选自钙、镁、钡、锶、铊和铈，所 述的盐与填料在所述基质材料中相分离。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M帕里吉特，A查里，S加拉，F杜卡特，
申请(专利权)人：阿尔卡塔尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]