低软化剂无卤阻燃基于苯乙烯嵌段共聚物的热塑性弹性体组合物制造技术

无卤阻燃热塑性弹性体组合物，该组合物包含氢化苯乙烯嵌段共聚物，该共聚物具有相对高的苯乙烯或单烯基芳烃含量，且在每个嵌段中都具有苯乙烯或单烯基芳烃。令人惊奇地是，该组合物包含低含量的增塑软化剂，或不含增塑软化剂。该组合物包含无卤阻燃剂的共混物，该共混物包含液体含磷成分和固体次级成分。该组合物适于挤出或模制，且可用于膜或电线和电缆应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无卤阻燃热塑性弹性体组合物，该组合物包含氢化苯乙烯嵌段共聚物(styrenicblockcopolymer)，该共聚物具有相对高的苯乙烯或单烯基芳烃(monoalkenylarene)含量，且在每个嵌段中都具有苯乙烯或单烯基芳烃。令人惊奇地是，该组合物包含低含量的增塑软化剂，或不含增塑软化剂。该组合物包含无卤阻燃剂的共混物(blend)，该共混物包含液体含磷成分和固体次级成分。该组合物适于挤出或模制，且可用于膜或电线和电缆应用。
技术介绍
表现出所需阻燃性能的电线和电缆包覆、护罩(sheath)、护套和膜是本行业所寻求的。客户通常需要或要求组合物满足最低标准，如保险商实验室(UL)94VB测试，在指定厚度下具有V0评级。另外，膜或线缆制造商就某些应用需要可挤出组合物。大多数基于苯乙烯嵌段共聚物的热塑性弹性体(TPE)组合物要求采用矿物油作为增塑软化剂。没有增塑软化剂，包含阻燃剂的TPE组合物可能难以加工和挤出。然而，采用软化剂可显著降低此类组合物的阻燃性能。美国专利申请公布2013/0065051A1涉及一种无卤、阻燃热塑性组合物，其包含苯乙烯嵌段共聚物，低熔、基于磷的熔点不高于170℃的阻燃剂，以及固体膨胀型含磷和氮的阻燃剂的共混物。所述固体膨胀型阻燃剂的共混物包含至少两种含磷和氮的磷酸盐，且据说相对于包含其它阻燃剂的组合物能协同地增强组合物的阻燃性能。美国专利申请公布2012/0261163A1公开了一种无卤、阻燃热塑性树脂组合物，该组合物基于聚丙烯和一种或多种热塑性弹性体，具有有机氮和/或磷基包含哌嗪(piperazine)成分的膨胀型阻燃剂。该组合物易于加工以制成据说表现出高阻燃性、良好柔韧性、高湿电阻和优异热变形性的平衡的线缆护罩，并据说通过了VM-I阻燃测试、150℃下的US1581热变形测试、湿电阻测试，且表现出良好的抗拉性能和柔韧性能。该申请还公开了由所述组合物制成的线缆护罩。鉴于上述情况，本专利技术的一个问题是提供可挤出热塑性弹性体组合物，该组合物无卤，且表现出优异的柔韧性和阻燃性能。本专利技术的另一个问题是提供具有低矿物油软化剂含量或无矿物油软化剂、但仍容易加工和挤出的热塑性弹性体。本专利技术的另一个问题是，通常用来使基于苯乙烯嵌段共聚物、无卤阻燃热塑性弹性体可加工的矿物油可显著地降低阻燃性能。简单地用液体阻燃剂代替矿物油可导致液体阻燃剂渗出加工的，例如模制或挤出的组合物，从而造成表面发粘。采用相对低苯乙烯含量的苯乙烯嵌段共聚物使得能够采用无软化剂的组合物，然而该热塑性弹性体的柔韧性和物理强度可能较差。
技术实现思路
本专利技术解决了上述问题和其它问题。本专利技术提供了无卤阻燃组合物，其中包含氢化或饱和的苯乙烯嵌段共聚物，该苯乙烯嵌段共聚物包含至少三个嵌段，其中在每个嵌段中，优选地在端嵌段的大多数单体中和一个或多个中间嵌段的极少数单体中，存在苯乙烯或单烯基芳烃；而且包含液体含磷阻燃剂使得能够采用少的软化剂或不采用软化剂，如矿物油或植物油，但令人惊奇地是，该组合物可易于加工，并可挤出成(例如)线缆包覆、护套、护罩、膜。所述苯乙烯嵌段共聚物具有相对高的苯乙烯含量或单烯基芳烃，并且存在于中间嵌段中的苯乙烯或单烯基芳烃可随机排列或呈受控分布。本专利技术的另一个目的是提供一种阻燃组合物，所述阻燃组合物包含苯乙烯嵌段共聚物，该苯乙烯嵌段共聚物具有大于约38重量％的相对高的苯乙烯含量或单烯基芳烃含量，其中苯乙烯或单烯基芳烃单体位于所述嵌段共聚物的中间嵌段以及端嵌段中。本专利技术的另一个目的是提供一种阻燃组合物，所述阻燃组合物包含液体和固体无卤阻燃剂的协同组合，其中所述液体阻燃剂为含磷添加剂，优选为磷酸酯。所述液体阻燃剂通常为极性的，且一般不与通常的苯乙烯嵌段共聚物相容。令人惊奇地是，该固体阻燃剂和具有高苯乙烯含量和在弹性体或软嵌段中具有苯乙烯的苯乙烯嵌段共聚物的组合使得包含液体阻燃剂的组合物相对地非常稳定且易于加工。本专利技术的另一个目的是提供在一个或多个不同的厚度，尤其是在相对低的厚度能够通过UL94VB测试具有V-0评级的阻燃组合物。本专利技术的再一个目的是提供一种无卤阻燃热塑性弹性体组合物，该组合物具有低熔粘度(lowmeltviscosity)，能挤出成带有平滑表面产品。在本专利技术的一个方面中，公开了一种阻燃热塑性弹性体组合物，所述组合物包含氢化的苯乙烯嵌段共聚物，所述苯乙烯嵌段共聚物具有至少38重量％的苯乙烯含量，所述苯乙烯嵌段共聚物包括至少三个不同的嵌段，苯乙烯存在于每个嵌段中，其中所述苯乙烯嵌段共聚物的每个端嵌段包含大于50重量％的苯乙烯；第一无卤阻燃剂，所述第一无卤阻燃剂为含磷液体，并且基于所述组合物的总重量，以约5重量％至约35重量％的量存在；以及第二聚合物，基于所述组合物的总重量，所述第二聚合物的量为约5重量％至65重量％。如本申请中所用，术语“液体”和“固体”指23℃室温下的成分。术语“氢化的”或“饱和的”指其中至少80％、90％或95％或基本上所有的共轭二烯双键都已被还原的苯乙烯嵌段共聚物。“无卤”及类似术语意指本专利技术的组合物没有或基本上没有卤含量，即，由离子色谱法(IC)或类似的分析方法所测定，包含<2000mg/kg的卤素。低于该量的卤含量被认为对于作为线缆包覆的该组合物的功效无关紧要。术语“芳族乙烯(aromaticvinyl)”、“苯乙烯”和“单烯基芳烃”将包括苯系的那些，如苯乙烯和其类似物或同系物，包括o-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯，以及其它的环烷基化苯乙烯，尤其是环甲基化苯乙烯和其它的单烯基多环芳族化合物，如乙烯萘、乙烯蒽及其类似物。附图说明通过结合附图阅读本专利技术的具体实施方式，本专利技术将得到更好理解，并且其它特征和优点将变得显而易见。图1示出了电线或电缆的截面图，带有芯，芯上带有挤出的包覆，该挤出的包覆包含本专利技术的组合物；以及图2为一种模制部件，即包含本专利技术组合物的应力释放装置的透视图。具体实施方式本专利技术的热塑性弹性体组合物包含至少三个嵌段的氢化苯乙烯嵌段共聚物，所述至少三个嵌段在每一个中具有苯乙烯或单烯基芳烃，其中包含所述苯乙烯或单烯基芳烃的一个或多个中间嵌段可随机排列或者具有包括邻近于相对硬嵌段的末端区的受控分布共聚物嵌段，其中所述受控分布嵌段邻近于所述相对硬嵌段富含共轭双烯，而不邻近于所述相对硬嵌段的一个或多个区富含单烯基芳烃单元，以及至少两种无卤阻燃剂，其中所述阻燃剂组分的一种为含磷液体，优选为磷酸酯，而第二种为固体组分。令人惊奇地是，本专利技术的组合物包含低含量的软化剂，如矿物油或植物油，但仍然可挤压和模塑成为具有所需的表面光滑度。所述组合物适用于电线、电缆、模塑和薄膜应用。在每一嵌段中具有苯乙烯或单烯基芳烃的苯乙烯嵌段共聚物本专利技术的组合物包含在每一个嵌段中存在苯乙烯的一种或多种氢化苯乙烯嵌段共聚物。在一个优选的实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物具有相对硬的嵌段(A)，所述相对硬的嵌段(A)包括芳族乙烯或单烯基芳烃重复单元；以及至少一个相对软聚合物嵌段(B)，所述相对软聚合物嵌段(B)包含两种或更多种相同或不同的重复单元，该两种或更多种重复单元独立地得自二烯或烯烃单体和苯乙烯单体。该苯乙烯嵌段共聚物可为，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃热塑性弹性体组合物，包含：A.氢化的苯乙烯嵌段共聚物，所述苯乙烯嵌段共聚物具有至少为38重量％的苯乙烯含量，所述苯乙烯嵌段共聚物包括至少三个嵌段，苯乙烯存在于每个嵌段中，其中所述苯乙烯嵌段共聚物的每个端嵌段包含大于50重量％的苯乙烯；B.第一无卤阻燃剂，所述第一无卤阻燃剂为含磷液体，并且基于所述组合物的总重量，以约5重量％至约35重量％的量存在；C.第二无卤阻燃剂，所述第二无卤阻燃剂为固体，并且基于所述组合物的总重量，以大于10重量％的量存在；以及D.第二聚合物，基于所述组合物的总重量，所述第二聚合物的量为约5重量％至约65重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 US 14/297,9001.一种阻燃热塑性弹性体组合物，包含：A.氢化的苯乙烯嵌段共聚物，所述苯乙烯嵌段共聚物具有至少为38重量％的苯乙烯含量，所述苯乙烯嵌段共聚物包括至少三个嵌段，苯乙烯存在于每个嵌段中，其中所述苯乙烯嵌段共聚物的每个端嵌段包含大于50重量％的苯乙烯；B.第一无卤阻燃剂，所述第一无卤阻燃剂为含磷液体，并且基于所述组合物的总重量，以约5重量％至约35重量％的量存在；C.第二无卤阻燃剂，所述第二无卤阻燃剂为固体，并且基于所述组合物的总重量，以大于10重量％的量存在；以及D.第二聚合物，基于所述组合物的总重量，所述第二聚合物的量为约5重量％至约65重量％。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物包括至少一个受控分布或随机分布共聚物嵌段，所述受控分布或随机分布共聚物嵌段具有共轭二烯和单烯基芳烃。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含10重量％或更少的软化剂。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述组合物不包含软化剂。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含磷阻燃剂为磷酸酯。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述第二固体无卤阻燃剂为含磷阻燃剂、含氮阻燃剂、金属氢氧化物、金属水合物、可膨胀石墨和有机层状硅酸盐的一种或多种，并且其中基于所述组合物的总重量，所述第二固体无卤阻燃剂以约15重量％至约62重量％的量存在。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述第二聚合物包括聚烯烃、聚亚苯基氧化物、热塑性聚氨酯、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈乙烯苯乙烯(...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·蔡，罗兰德·鲁普雷希特，
申请(专利权)人：特诺尔艾佩斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US