具有改进的拉伸性能的无卤阻燃剂组合物制造技术

公开了一种用于护套或绝缘材料的组合物，该组合物包含42至54重量％的无卤阻燃剂，26至46重量％的乙烯丙烯酸烷基酯共聚物，例如乙烯丙烯酸乙酯，任选地0至15重量％的基于乙烯的聚合物，任选地0至12重量％的偶联剂，以及任选地0至1重量％的抗氧化剂。还公开了包括该护套材料组合物的电缆绝缘层、电缆保护外护套、电缆芯护鞘和电缆。包含该组合物的组件表现出平衡和改进的熔体流变学、拉伸和阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的拉伸性能的无卤阻燃剂组合物相关申请的引用本申请要求2016年2月29日提交的美国临时申请62/301,097的权益。
本公开涉及护套或绝缘材料。具体而言，本公开涉及用于电线和电缆的护套或绝缘材料，其包括无卤阻燃剂和其中烷基可具有1至8个碳原子或1至4个碳原子的乙烯丙烯酸烷基酯共聚物等。在一个实施方案中，乙烯丙烯酸烷基酯共聚物是乙烯丙烯酸乙酯。本公开还涉及用于护套或绝缘材料的组合物，其显示平衡和改进的熔体流变学、拉伸和阻燃性能。
技术介绍
聚烯烃树脂通常用作电线和电缆护鞘层中的材料，例如围绕电线或电缆的绝缘或外护套。添加剂通常与聚烯烃树脂共混以赋予这些护套层阻燃性。典型的添加剂包括有机卤化化合物和阻燃剂增效剂，如三氧化锑。不幸的是，这些添加剂在受到燃烧时会引起发烟和/或排放有害气体。这些添加剂也会导致金属腐蚀。为了解决这些问题，卤化阻燃剂通常被替换为非卤化或无卤素的阻燃剂，例如金属氢氧化物。虽然解决了发烟和有害气体问题，但使用无卤阻燃剂具有一些不希望的效果。无卤阻燃剂的一个问题是需要相对较大量的阻燃剂填料来达到与使用卤化阻燃剂时所达到的相同的阻燃水平。就可熔体挤出性、机械性能、柔韧性和低温性能而言，较高含量的无卤阻燃剂会不利地影响聚烯烃树脂。特别地，对于基于乙烯乙酸乙烯酯共聚物的组合物，较高含量的无卤阻燃剂导致熔体粘度增加和拉伸伸长率降低，这两者都是不希望的。因此，具有平衡和改进的熔体流变、拉伸和阻燃性能的无卤阻燃组合物是期望的。
技术实现思路
公开了一种用于护套或绝缘材料的组合物，所述组合物包含42至54重量％(“重量百分比”或“wt％”)的无卤阻燃剂、26至46重量％的乙烯丙烯酸烷基酯共聚物、任选地0至15重量％的基于乙烯的聚合物、任选地0至12重量％的偶联剂和任选地0至1重量％的抗氧化剂，其中所有重量百分比基于组合物的总重量。在一个实施方案中，乙烯丙烯酸烷基酯共聚物是乙烯丙烯酸乙酯(“EEA”)。无卤阻燃剂选自金属氢氧化物、碳酸钙及其组合。进一步，基于乙烯的聚合物不是乙烯丙烯酸烷基酯共聚物，并且包含衍生自C3至C12α-烯烃的亚单元。还进一步，偶联剂是马来酸酐接枝聚合物。甚至进一步，抗氧化剂选自受阻和半受阻酚、亚磷酸酯和亚膦酸酯、硫代化合物、硅氧烷、胺及其组合。此外，该组合物还包含一种或多种其他添加剂。还公开了一种电缆绝缘层，所述电缆绝缘层包含第一方面的组合物。此外，公开了一种电缆保护外套，该电缆保护外套包括第一方面的组合物。更进一步，公开了一种电缆芯护鞘，所述电缆芯护鞘包括第一方面的组合物。更进一步，公开了一种电缆，该电缆包括电导体和通信介质，其中电导体和通信介质中的至少一个被包含本公开组合物的护鞘包围。具体实施方式本公开中的数值范围包括以一个单位为增量的来自并包括较低值和较高值的所有值，条件是在任何较低值与较高值之间存在至少两个单位的间隔。例如，如果组成、物理或其他性质例如分子量、粘度、熔体指数等是100至1000，则意图是所有单个值如100、101、102等以及子范围例如100至144、155至170、197至200等被明确地列举。对于包含小于1的值或包含大于1的分数(例如1.1、1.5等)的范围，视情况而定，一个单位被认为是0.0001、0.001、0.01或0.1。对于包含小于10的单个数字的范围(例如1至5)，一个单位通常被认为是0.1。这些仅仅是具体意图的例子，并且在所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为是在本公开中明确陈述的。本公开内容中提供数值范围用于熔体指数、多分散性或分子量分布(Mw/Mn)、共聚单体的百分比和共聚单体中碳原子数等等。“聚合物”是指通过使单体聚合制备的聚合物，无论是相同的还是不同的类型。该上位术语聚合物因此包括术语均聚物以及如下定义的术语互聚物，均聚物通常用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物。“互聚物”是指通过聚合至少两种不同类型的单体制备的聚合物。该上位术语包括通常用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物的共聚物，以及由多于两种不同类型的单体制备的聚合物，例如三元聚合物、四元聚合物等。“共混物”、“聚合物共混物”等术语是指两种或更多种聚合物的组合物。这种共混物可以是或可以不是混溶的。这种共混物可以是或可以不是相分离的。如透射电子能谱、光散射、X射线散射和本领域已知的任何其他方法所确定的，这样的共混物可以包含或可以不包含一个或多个域构型。共混物不是层压材料。“电缆”及类似术语是指保护套或护鞘内的至少一根电线或光纤。典型地，电缆是捆绑在一起的两根或更多根电线或光纤，通常在共同的保护套或护鞘中。护套内的单根电线或光纤可能是裸露的、覆盖的或绝缘的。组合电缆可包含电线和光纤二者。电缆等可以被设计用于低、中和高压应用。典型的电缆设计在US5246783、US5889087、US6496629和US6714707中说明。“护鞘”和类似术语是指围绕一根或多根电线或光纤的保护性包裹物、涂层或其他包封结构，通常为聚合物成分。绝缘层是通常设计用于保护电线和/或光纤或者线束和/或光纤束免受水和静电损害的护鞘。绝缘层通常但并非总是电缆的内部组件。护套是通常设计为电缆最外层的外护鞘或保护护鞘，以提供电缆的其他组件保护免受环境和物理损害。外护套也可提供防静电保护。在一些实施方案中，一个护鞘起绝缘层和护套的作用。“芯”等术语是指在单个护鞘内的一根或多根电线或光纤，通常是一束电线和/或光纤，并且形成电缆的中心组件。芯内的每根电线、光纤和/或电线和/或光纤束可以裸露或用其自身的护鞘包封。根据美国测试与材料协会(ASTM)程序ASTMD792-00，方法B确定密度。以g/10min为单位的熔体指数(I2)使用ASTMD-1238-04(C版本)，条件190C/2.16kg测量。符号“I10”是指使用ASTMD1238-04，条件190C/10.0kg测量的以g/10min为单位的熔体指数。符号“I21”是指使用ASTMD-1238-04，条件190C/21.6kg测量的以g/10min为单位的熔体指数。聚乙烯通常在190℃下测量，而聚丙烯通常在230℃下测量。差示扫描量热法(“DSC”)使用配备有RCS冷却附件和自动采样器的TAI型号Q1000DSC进行。该设备用氮气流(50cc/min)吹扫。将样品压成薄膜并在约175℃的压机中熔化，然后空气冷却至室温(～25℃)。然后将材料(3-10mg)切成3mm直径的圆片，精确称重，放入轻铝盘(约50mg)中，然后卷曲封闭。用以下温度曲线研究样品的热行为。将样品迅速加热至180℃并等温保持3分钟以除去任何先前的热历程。然后将样品以10℃/分钟的冷却速率冷却至-90℃，并在90℃下保持3分钟。然后以10℃/分钟的加热速率将样品加热至150℃。记录冷却和第二条加热曲线。如上所述，公开了用于护套或绝缘材料的组合物，所述组合物包含无卤阻燃剂、乙烯丙烯酸烷基酯共聚物、基于乙烯的聚合物、偶联剂和抗氧化剂，等等。所公开的组合物的无卤阻燃剂可抑制、压制或延迟火焰的产生。适用于根据本公开的组合物的无卤阻燃剂的实例包括但不限于金属氢氧化物、红磷、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳纳米管、滑石、粘土、有机改性的粘土、碳酸钙、硼酸锌、三氧化锑、硅灰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，其包含：42‑54重量％的无卤阻燃剂；26‑46重量％的乙烯丙烯酸烷基酯共聚物；0‑15重量％的基于乙烯的聚合物；0‑12重量％的偶联剂；和0‑1.0重量％的抗氧化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 US 62/3010971.一种组合物，其包含：42-54重量％的无卤阻燃剂；26-46重量％的乙烯丙烯酸烷基酯共聚物；0-15重量％的基于乙烯的聚合物；0-12重量％的偶联剂；和0-1.0重量％的抗氧化剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述无卤阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙及其两种或更多种的组合。3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中所述组合物表现出大于300％的拉伸伸长率、大于1450psi的拉伸强度以及在160℃和16000Pa的应力下的不超过4.0的相对粘度。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述基于乙烯的聚合物包含衍生自乙烯和C3至C12α-烯烃的亚单元。5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述基于乙烯的聚合物具有1-10g/10min的熔体指数(I2)。6.根据权利要求4所述的组合物，其中所述基于乙烯的聚合物具有0.86-0.96g/cc的密度。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述偶联剂是马来酸酐接枝的聚合物。8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述抗氧化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亦弛，M·T·阿尔维斯，B·I·乔杜里，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US