发泡热塑性材料、其制备方法、由其制备的制品及制品形成方法技术

一种发泡热塑性材料包括在其未发泡状态下表现特定可燃性指数、火焰增长速率和比消光面积的热塑性材料。发泡热塑性材料还包括多个泡孔，其数均直径为5至150微米，其以有效为发泡热塑性材料提供未发泡热塑性材料密度的10至90％的密度的量存在。发泡热塑性材料表现出所需的拉伸伸长率和介电常数。还描述了用于形成发泡热塑性材料的方法，包括发泡热塑性材料的制品和制品形成方法。

Foamed thermoplastic materials, their preparation methods, products prepared from them and methods for forming products

A foamed thermoplastic material includes a thermoplastic material that exhibits a specific flammability index, flame growth rate and specific extinction area in its non-foaming state. Foamed thermoplastic materials also include a number of bubbles with an average diameter of 5 to 150 microns, which effectively provide 10 to 90% of the density of non-foamed thermoplastic materials for foamed thermoplastic materials. The foamed thermoplastic material exhibits the required elongation and dielectric constant. Also described are methods for forming foamed thermoplastic materials, including products and product formation methods of foamed thermoplastic materials.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发泡热塑性材料、其制备方法、由其制备的制品及制品形成方法
技术介绍
尽管受到重大技术限制，但通常选择固体发泡含氟聚合物(FP)，例如氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)等作为用于增压电缆的绝缘材料。根据NFPA90A中概述的国家消防协会标准NFPA262，某些材料不符合严格的防火安全测试标准。此外，在通信电缆中使用含氟聚合物是许多国家关注的主题，因为它们在火灾事件中发出高毒性和腐蚀性烟雾。此外，诸如FEP的含氟聚合物在加工过程中对工具和模具设备表现出不希望的腐蚀水平，因此在线材挤出过程中需要特别小心。因此，对于含氟聚合物在电缆生产期间对工作环境或操作者的潜在毒性需要重大关注。因此，本领域仍需要能够克服上述技术限制的材料。具体地，需要满足绝缘(例如，全额定电缆)的所有电气、机械、火焰和烟雾要求并且更环保(例如，非卤化)的材料。
技术实现思路
一个实施方式是发泡热塑性材料，包括热塑性材料，在其未发泡状态下表现出的可燃性指数为0.1至15，根据ASTMD7309方法A在氮气下以1℃/秒的加热速率从25至750℃测定；火焰增长速率为0.1至1.5kW/m2s，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；比消光面积为300至1200平方米/千克，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；拉伸伸长率大于100％，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；以及介电常数为2至4，根据ASTMD150-11在1MHz下测定；在其发泡状态下，拉伸伸长率为100至500％，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测定；以及介电常数为1.4至4，根据ASTMD150-11在1MHz下测定；以及数均直径为5至150微米的多个泡孔(cell)；其中泡孔以有效提供密度为未发泡热塑性材料密度的10至90％的发泡热塑性材料的量存在。另一个实施方式是一种形成发泡热塑性材料的方法，该方法包括：熔融捏合未发泡热塑性材料，其表现出的可燃性指数为0.1至15，根据ASTMD7309方法A在氮气下以1℃/秒的加热速率从25至750℃测定；火焰增长速率为0.1至1.5kW/m2s，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；比消光面积为300至1200平方米/千克，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；拉伸伸长率大于100％，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测定；以及介电常数为2至4，根据ASTMD150-11在1MHz下测定；以及在有效提供发泡热塑性材料的条件下产生二氧化碳的发泡剂，其中发泡热塑性材料包括多个数均直径为5至150微米的泡孔，其中泡孔以有效提供密度为未发泡热塑性材料密度的10至90％的发泡材料的量存在，其中发泡热塑性材料表现出根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量的100至500％的拉伸伸长率和根据ASTMD150-11在1MHz下测定的1.4至4的介电常数。另一个实施方式是通过上述方法制备的发泡热塑性材料。另一个实施方式是包括发泡热塑性材料的制品。另一个实施方式是涂覆导线的方法，该方法包括：将导线预热至150至220℃的温度；使预热的导线与未发泡热塑性材料接触，该未发泡热塑性材料表现出的可燃性指数为0.1至15，根据ASTMD7309方法A在氮气下以1℃/秒的加热速率从25至750℃测定；火焰增长速率为0.1至1.5kW/m2s，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；比消光面积为300至1200平方米/千克，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；拉伸伸长率大于100％，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；以及介电常数为2至4，根据ASTMD150-11在1MHz下测定；以及在有效提供发泡热塑性材料的条件下产生二氧化碳的发泡剂，该发泡热塑性材料基本包围导线并具有数均直径为5至150微米的多个泡孔，其中泡孔以有效提供密度为未发泡热塑性材料密度的10％至90％的发泡材料的量存在；并且其中，发泡热塑性材料表现的拉伸伸长率为100至500％，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；以及介电常数为1.4至4，根据ASTMD150-11在1MHz下测定。下面详细描述这些和其他实施方式。附图说明以下附图是示例性实施方式。图1是增压电缆的示意图。图2示出了根据实施例1D的发泡材料的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。图3示出了根据实施例1F的发泡材料的截面的SEM图像。具体实施方式本专利技术人已经发现了一种发泡材料，其可以有利地提供火焰和烟雾性质和机械性能的理想组合。具体地，本专利技术人意外地确定选择表现出可燃性指数(FI)，火焰增长速率(FIGRA)和比消光面积(SEA)的特定组合的未发泡热塑性材料可以提供具有有利拉伸伸长率和介电常数的发泡材料。本文所述的发泡热塑性材料特别适用于形成诸如增压电缆的制品，更具体地用于增压电缆的发泡绝缘材料。因此，本公开的一个方面是发泡热塑性材料。发泡热塑性材料包括热塑性材料，当处于其未发泡状态时，该热塑性材料表现出特定的可燃性指数、火焰增长速率和比消光面积。例如，未发泡热塑性材料表现出的可燃性指数(FI)为0.1至15，根据ASTMD7309方法A在氮气中以1℃/秒的加热速率从25至750℃测定，火焰增长速率(FIGRA)为0.1至1.5千瓦每平方米·秒(kW/m2s)，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定，以及比消光面积(SEA)为300至1200m2每千克，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定。在一些实施方式中，热塑性材料表现出1至15，或3至15，或5至14的FI。在一些实施方式中，热塑性材料表现出0.5至1.5，或0.5至1.25，或0.5至1.1kW/m2s的FIGRA。在一些实施方式中，热塑性材料表现出500至1200m2/kg的SEA。未发泡热塑性材料还表现出特定的拉伸断裂伸长率和介电常数。例如，未发泡热塑性材料表现出大于100％，或100至750％，或100至500％的拉伸伸长率，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测定。未发泡热塑性材料还表现出2至4，或2.5至4，或3至4，或3至3.5的介电常数，根据ASTMD150-11在1MHz下测定。发泡热塑性材料还包括多个泡孔，其数均直径为5至150微米，特别是5至50微米。发泡材料的泡孔的数均直径可通过分析使用扫描电子显微镜(SEM)测定的平均泡孔尺寸来确定。发泡热塑性材料内的泡孔或空隙可由热塑性材料限定。发泡材料的泡孔结构通常通过使用发泡剂形成，可以选择发泡剂以提供所需的泡孔尺寸、泡孔尺寸分布或泡孔形态。在一些实施方式中，发泡热塑性材料可具有开孔或闭孔结构。在一些实施方式中，发泡热塑性材料是闭孔热塑性材料。如本文所用，术语“闭孔”是指具有至少95％是封闭的泡孔的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发泡热塑性材料，包含：热塑性材料，在其未发泡状态下表现出0.1至15的可燃性指数，根据ASTM D7309方法A在氮气下以1℃/秒的加热速率从25至750℃测定；0.1至1.5kW/m2s的火焰增长速率，根据ASTM E1354或ISO 5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；300至1200平方米/千克的比消光面积，根据ASTME1354或ISO 5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；大于100％的拉伸伸长率，根据UL 1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；以及2至4的介电常数，根据ASTM D150‑11在1MHz下测定；在其发泡状态下表现出100至500％的拉伸伸长率，根据UL 1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；和1.4至4的介电常数，根据ASTM D150‑11在1MHz下测定；以及具有5至150微米的数均直径的多个泡孔；其中，所述泡孔以有效提供密度为未发泡热塑性材料密度的10至90％的所述发泡热塑性材料的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.15 US 62/362,7151.一种发泡热塑性材料，包含：热塑性材料，在其未发泡状态下表现出0.1至15的可燃性指数，根据ASTMD7309方法A在氮气下以1℃/秒的加热速率从25至750℃测定；0.1至1.5kW/m2s的火焰增长速率，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；300至1200平方米/千克的比消光面积，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；大于100％的拉伸伸长率，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；以及2至4的介电常数，根据ASTMD150-11在1MHz下测定；在其发泡状态下表现出100至500％的拉伸伸长率，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；和1.4至4的介电常数，根据ASTMD150-11在1MHz下测定；以及具有5至150微米的数均直径的多个泡孔；其中，所述泡孔以有效提供密度为未发泡热塑性材料密度的10至90％的所述发泡热塑性材料的量存在。2.根据权利要求1所述的发泡热塑性材料，其中所述热塑性材料包括选自由聚(苯醚)和聚砜组成的组的热塑性聚合物。3.根据权利要求2所述的发泡热塑性材料，包含聚砜；其中所述聚砜包含式(I)的重复单元4.根据权利要求1或2所述的发泡热塑性材料，包含25至40重量份的具有0.3至0.6分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)；30至45重量份的抗冲改性剂，包括烯基芳族化合物单体和共轭二烯的第一氢化嵌段共聚物，所述第一氢化嵌段共聚物具有的聚(烯基芳族化合物)含量为30至50重量％且熔体流动指数为5至10克/10分钟，根据ASTMD1238在260℃和5千克载荷下测量；和烯基芳族化合物单体和共轭二烯的第二氢化嵌段共聚物，所述第二氢化嵌段共聚物具有的聚(烯基芳族化合物)含量为20至40重量％且熔体流动指数为2至8克/10分钟，根据ASTMD1238在230℃和5千克载荷下测量；10至20重量份的聚烯烃，包括聚丁烯、丙烯均聚物或其组合；以及10至15重量份的包含磷酸盐和金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；其中，重量份是基于总100重量份的聚(苯醚)、氢化嵌段共聚物、聚烯烃和阻燃剂。5.根据权利要求1或2所述的发泡热塑性材料，其中所述热塑性材料包括45至55重量份的具有0.3至0.6分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)；10至20重量份的抗冲改性剂，包括烯基芳族化合物单体和共轭二烯的第一氢化嵌段共聚物，所述第一氢化嵌段共聚物具有的聚(烯基芳族化合物)含量为25至35重量％且熔体流动指数小于1克/10分钟，根据ASTMD1238在230℃和5千克载荷下测量；和烯基芳族化合物单体和共轭二烯的第二氢化嵌段共聚物，所述第二氢化嵌段共聚物具有的聚(烯基芳族化合物)含量为60至70重量％；25至35重量份的丙烯均聚物；和5至15重量份的有机磷酸酯阻燃剂；其中，重量份是基于总100重量份的聚(苯醚)、氢化嵌段共聚物、聚烯烃和阻燃剂。6.根据权利要求1或2所述的发泡热塑性材料，其中所述热塑性材料包括20至30重量份的聚(苯醚-硅氧烷)共聚物；10至15重量份的抗冲改性剂，包括烯基芳族化合物单体和共轭二烯的第一氢化嵌段共聚物，所述第一氢化嵌段共聚物具有的聚(烯基芳族化合物)含量为25至35重量％；和烯基芳族化合物单体和共轭二烯的第二氢化嵌段共聚物，所述第二氢化嵌段共聚物具有的聚(烯基芳族化合物)含量为25至35重量％且熔体流动指数小于1克/10分钟，根据ASTMD1238在230℃和5千克载荷下测量；30至35重量份的聚烯烃，包括聚丁烯、丙烯均聚物、乙烯共聚物或其组合；25至35重量份的表面处理过的金属氢氧化物；其中重量份是基于总100重量份的聚(苯醚)、氢化嵌段共聚物、聚烯烃和阻燃剂。7.根据权利要求1至6中任一项所述的发泡热塑性材料，其中所述发泡热塑性材料表现出5至80％的发泡程度。8.一种形成发泡热塑性材料的方法，所述方法包括，熔融捏合未发泡热塑性材料，表现出0.1至15的可燃性指数，根据ASTMD7309方法A在氮气下以1℃/秒的加热速率从25至750℃测定；0.1至1.5kW/m2s的火焰增长速率，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；300至1200平方米/千克的比消光面积，根据ASTME1354或ISO5660使用35千瓦/平方米的应用热通量测定；大于100％的拉伸伸长率，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；以及2至4的介电常数，根据ASTMD150-11在1MHz下测定；以及在有效提供发泡热塑性材料的条件下产生二氧化碳的发泡剂，其中所述发泡热塑性材料包括具有5至150微米的数均直径的多个泡孔，其中所述泡孔以有效提供密度为所述未发泡热塑性材料密度的10至90％的发泡材料的量存在，其中所述发泡热塑性材料表现出100至500％的拉伸伸长率，根据UL1581在23℃的温度下使用涂覆的线测试样品测量；以及1.4至4的介电常...

【专利技术属性】
技术研发人员：马帅耒，卡皮尔·钱德拉坎特·谢特，周骥，杨剑，拉加文德拉·拉杰·马迪克里，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL