阻燃热塑性聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU‑1、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂的组合物，特别地还包含至少一种基于芳族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU‑2的那些组合物。本发明专利技术还涉及所述组合物用于生产电缆护套的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-1、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷的阻燃剂的组合物，特别地进一步包含至少一种基于芳族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-2的那些组合物。本专利技术还涉及该组合物用于生产电缆护套的用途。由PVC生产的电缆具有在燃烧时释放有毒气体的缺点。因此，正在开发基于热塑性聚氨酯的产品，这些产品具有较低的烟气密度和烟气毒性，并且具有良好的机械特性、耐磨损性和柔性。由于不充分的燃烧性能，因此正在开发基于热塑性聚氨酯的组合物，这些组合物包含多种阻燃剂。在这些情况下，可将卤化阻燃剂和无卤阻燃剂添加到热塑性聚氨酯(TPU)中。包含无卤阻燃剂的热塑性聚氨酯通常具有在燃烧时释放较小毒性和较小腐蚀性烟气的优点。无卤阻燃TPU记载于例如EP 0 617 079 A2、WO 2006/121549 A1或WO 03/066723 A2中。为使热塑性聚氨酯以无卤方式阻燃，可单独使用金属氢氧化物，亦或将金属氢氧化物与含磷阻燃剂和/或片状硅酸盐组合使用。EP 1 167 429 A1涉及用于电缆护套的阻燃热塑性聚氨酯。组合物包含聚氨酯(优选聚醚基聚氨酯)、氢氧化铝或氢氧化镁和磷酸酯。US 2013/0059955 A1也公开了包含磷酸酯基阻燃剂的无卤TPU组合物。DE 103 43 121 A1公开了包含金属氢氧化物，特别是氢氧化铝和/或氢氧化镁的阻燃热塑性聚氨酯。所述热塑性聚氨酯的特征在于其分子量。组合物还可包含磷酸酯或膦酸酯。就用于合成热塑性聚氨酯的起始材料而言，所公开的对异氰酸酯呈反应性的化合物，除聚酯醇和聚醚醇以外，也为聚碳酸酯二醇，优选聚醚多元醇。聚碳酸酯二醇的实例没有列举。根据DE 103 43 121 A1，也可使用不同的多元醇的混合物，而非一种多元醇。还公开了高的填料水平——即在热塑性聚氨酯中高比例的金属氢氧化物和其他固体组分，其导致了机械特性的恶化。为了消除因用于火焰测试(flame test)所需的高填料水平而带来的频繁出现的难题，并且达到所需的机械特性、烟气密度和烟气毒性，通常添加其他添加剂。例如，WO 2011/072458 A1公开了柔性的无卤阻燃组合
物，除热塑性聚氨酯以外，其还包含约5重量％至约50重量％的烯烃嵌段共聚物(OBC)和约30重量％至约70重量％的阻燃剂。这些体系可为单相的或双相的。US 2013/0081853 A1涉及组合物，优选无卤阻燃组合物，包含TPU聚合物和聚烯烃，以及磷基阻燃剂和其他添加剂。根据US 2013/0081853 A1，所述组合物具有良好的机械特性。US 4,381,364公开了包含热塑性聚氨酯与聚卤乙烯树脂和二烯-腈共聚物橡胶的混合物的热塑性组合物。同样地公开了用作电缆护套。US2012/0202061 A1也公开了包含热塑性聚氨酯、金属氢氧化物和磷基阻燃剂的阻燃组合物。所述组合物的特点在于良好的阻燃特性和高的绝缘电阻。然而，现有技术中已知的组合物并未表现出足够的机械特性或仅具有不充分的燃烧性，例如烟气密度。从现有技术出发，因此本专利技术的目的是提供具有良好的机械特性、表现出良好的阻燃特性并且同时具有良好的机械和化学稳定性的阻燃热塑性聚氨酯。根据本专利技术，该目的通过一种包含以下物质的组合物实现：至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-1、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂。本专利技术的组合物包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂。出人意料地，已发现本专利技术的组合物相比于现有技术已知的组合物具有改进的特性。特别地，本专利技术的组合物具有良好的与烟气密度相关的特性，以及良好的机械特性。机械特性的量度的一个实例为，由本专利技术组合物所制备的成型体在老化之前的抗张强度和断裂伸长率。抗张强度根据DIN 53504测定。优选地，除TPU-1以外，本专利技术组合物还包含另外的TPU-2，其中TPU-2是基于芳族二异氰酸酯。本专利技术的组合物优选包含0.1至65％范围内的量的TPU-2，基于整个组合物计。在另一个实施方案中，本专利技术因此涉及如上所述的组合物，其中热塑性聚氨酯TPU-2在组合物中的比例在0.1至65％范围内，基于整个组合物计。根据本专利技术，TPU-1在本专利技术的组合物中的量和TPU-2的量可在宽的范围内改变。例如，TPU-1在本专利技术的组合物中的比例在5％至35％范围内，基于整个组合物计。TPU-2在本专利技术的组合物中的比例在15％至65％范围内，基于整个组合物计。优选地，本专利技术的组合物包含15重量％至35重量％范围内的量的至少一种热塑性聚氨酯TPU-1，基于整个组合物计，优选10重量％至25重量％范围内，进一步优选12重量％至20重量％范围内并且特别优选14重量％至18重量％范围内，各自基于整个组合物计。优选地，本专利技术的组合物包含15重量％至65重量％范围内的量的至少一种热塑性聚氨酯TPU-2，基于整个组合物计，优选18重量％至55重量％范围内，进一步优选20重量％至45重量％范围内并且特别优选25重量％至35重量％范围内，各自基于整个组合物计。在另一个实施方案中，本专利技术因此涉及如上所述的组合物，其中热塑性聚氨酯TPU-1在组合物中的比例在5％至35％范围内，基于整个组合物计。在另一个实施方案中，本专利技术因此涉及如上所述的组合物，其中热塑性聚氨酯TPU-2在组合物中的比例在15％至65％范围内，基于整个组合物计。除至少一种热塑性聚氨酯TPU-1、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂以外，本专利技术的组合物可包含其他添加剂。热塑性聚氨酯原则上，热塑性聚氨酯是已知的。其通常通过使组分(a)异氰酸酯和(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物和任选的(c)扩链剂反应而制备，任选地在至少一种(d)催化剂和/或(e)常规辅助剂和/或添加剂的存在下。组分(a)异氰酸酯、(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物、(c)扩链剂也单独地或共同地称作形成组分。本专利技术的组合物包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-1。优选地，本专利技术的组合物进一步包含至少一种热塑性聚氨酯TPU-2，其基于芳族二异氰酸酯。因此，所述TPU-1使用作为组分(a)的脂族异氰酸酯来制备，并且TPU-2使用芳族异氰酸酯来制备。已发现，尤其可以借助本专利技术的组合物中高比例的TPU-1而实现低
的烟气密度。对于不仅包含TPU-1而且还包含TPU-2的优选组合物，除了烟气密度和可燃特性以外，机械特性也被进一步地优化。用于制备TPU-1的有机异氰酸酯(a)优选为脂族或环脂族异氰酸酯，进一步优选三-、四-、五-、六-、七-和/或八亚甲基二异氰酸酯，2-甲基五亚甲基1,5-二异氰酸酯，2-乙基亚丁基1,4-二异氰酸酯，五亚甲基1,5-二异氰酸酯，亚丁基1,4-二异氰酸酯，1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(异氟尔酮二异氰酸酯，IPDI)，1,4-和/或1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷(HXDI)，环己烷1,4-二异氰酸酯，1-甲基环己烷-2,4-和/或2,6-二异氰酸酯和/或二环己基甲烷-4,4’-、2,4’-和2,2’-二异氰酸酯。在另一个实施方案中，本专利技术因此涉及如上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU‑1、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 EP 13199092.11.一种组合物，其包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-1、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还包含至少一种基于芳族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-2。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述热塑性聚氨酯TPU-2在所述组合物中的比例在0.1％至65％范围内，基于整个组合物计。4.根据权利要求2和3中任一项所述的组合物，其中热塑性聚氨酯TPU-1的肖氏硬度在85A至65D范围内，根据DIN ISO 7619-1测定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述热塑性聚氨酯TPU-1是基于至少一种选自下述的脂族二异氰酸酯：六亚甲基二异氰酸酯和二(异氰酸酯基环己基)甲烷。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中热塑性聚氨酯TPU-1的分子量在100 000Da to 400 000Da范围内。7.根据权利要求2至6中任一项所述的组合物，其中所述热塑性聚氨酯TPU-2是基于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。8.根据权利要求2至7中任一项所述的组合物，其中热塑性聚氨酯TPU-2的肖氏硬度在80A至95A范围内，根据DIN ISO 7619-1测定。9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中热塑性聚氨酯TPU-2的分子量在50 000Da to 150 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·S·赫兹，O·穆尔，H·鲁多夫，D·罗森伯姆，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE