阻燃聚合物组合物及使用方法技术

描述了包含熔融混合至聚合物基质中的矿物共混物的阻燃聚合物组合物。所述矿物共混物包含碱土碳酸盐、高岭土和氢氧化镁。所述聚合物基质可以包含乙烯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻燃聚合物组合物及使用方法
[0001]要求优先权该PCT国际申请要求在2019年5月23日提交的美国临时申请号62/851,833的优先权的权益，其主题通过引用以其整体并入本文。


[0002]本公开涉及具有阻燃性质并且包含高岭土、碱土碳酸盐和氢氧化镁的矿物共混物的聚合物组合物。

技术介绍

[0003]本文提供的“
技术介绍
”描述是为了一般性地呈现本公开的背景的目的。在本
技术介绍
部分中描述的程度上，当前署名的专利技术人的工作以及在提交时可能不构成现有技术的描述的各方面，既不明示地也不默示地承认是针对本公开的现有技术。
[0004]生产用于各种功能的阻燃聚合物组合物在本领域中是众所周知的。对聚合物组合物的各种阻燃性质的要求可以根据聚合物组合物的预期最终用途而变化。例如，关于热释放、烟雾产生、竖直火焰传播、烟雾密度、烟雾酸度和熔体粘度的要求可以根据聚合物组合物的预期最终用途而变化。因此，期望提供替代的和/或改进的阻燃聚合物组合物。
[0005]鉴于上述，本公开的一个目的是提供具有阻燃性质的聚合物组合物。所述组合物包含高岭土、碱土碳酸盐和氢氧化镁的矿物共混物。所述合物可以不含卤素和氢氧化铝。

技术实现思路

[0006]根据第一方面，本公开涉及阻燃聚合物组合物，其包含矿物共混物和聚合物。所述矿物共混物以20
‑
80重量%范围的重量百分比存在，并且所述聚合物以20
‑
80重量%范围的重量百分比存在，各自相对于所述阻燃聚合物组合物的总重量。所述矿物共混物包含高岭土、碱土碳酸盐和氢氧化镁。
[0007]在一个实施方案中，所述矿物共混物包含10
‑
50重量%的高岭土、10
‑
50重量%的碱土碳酸盐和10
‑
50重量%的氢氧化镁，各自相对于所述矿物共混物的总重量。
[0008]在一个实施方案中，所述矿物共混物分散在所述聚合物中。
[0009]在一个实施方案中，所述高岭土是天然高岭土。
[0010]在一个实施方案中，所述高岭土是经表面处理的高岭土。
[0011]在一个实施方案中，所述碱土碳酸盐是选自碳酸钙、碳酸镁、白云石、碳酸钙镁石和菱镁矿中的至少一种。
[0012]在一个实施方案中，所述聚合物是聚烯烃。
[0013]在一个实施方案中，所述聚合物是弹性体，所述弹性体选自丙烯酸烷基酯共聚物(丙烯酸橡胶)、乙丙三元橡胶、乙丙二元橡胶、乙烯
‑
乙酸乙烯酯、含氟弹性体、聚丁二烯、聚异丁烯、聚异戊二烯、硅橡胶和天然橡胶。
[0014]在一个实施方案中，所述聚合物是热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自丙烯酸
m2/g范围内。
[0035]在所述方法的一个实施方案中，所述熔融混合在RPM在100
‑
300范围内的螺杆挤出机中进行，并在最高温度在150
‑
250℃范围内的温度梯度下加热。
[0036]在所述方法的一个实施方案中，所述熔融混合包括首先在加热的螺杆挤出机中熔融混合所述聚合物，然后将所述矿物共混物加入到所述加热的螺杆挤出机中。
[0037]根据第四方面，本公开涉及形成阻燃物体的方法。所述方法包括加热第一方面的阻燃聚合物组合物以形成熔融组合物。然后使物体的表面与所述熔融组合物接触以形成阻燃物体。
[0038]在所述方法的一个实施方案中，所述物体是电导体、汽车部件、建筑材料、电子装置或电器。
[0039]根据第五方面，本公开涉及形成阻燃物体的方法。所述方法包括将第一方面的阻燃聚合物组合物注塑以形成阻燃物体。
[0040]在所述方法的一个实施方案中，所述阻燃物体形成电导体、汽车部件、建筑材料、电子装置或电器的外壳或外表面。
[0041]前述段落已经通过一般介绍的方式提供，并且不旨在限制所附权利要求的范围。结合附图，通过参考以下详细描述，将最好地理解所述实施方案以及进一步的优点。
附图说明
[0042]当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将容易获得对本公开及其许多伴随优点的更完整理解，并且本公开及其许多伴随优点变得更好理解，其中：图1显示表示螺杆挤出机的温度分布的对数等式。
[0043]图2A显示双螺杆挤出机的示意图。
[0044]图2B显示双螺杆挤出机的另一个示意图。
[0045]图3显示双螺杆挤出机的区域3中的进料器生产量。
[0046]图4A显示在每个样品的混配期间的扭矩。
[0047]图4B显示在每个样品的混配期间的平均模头压力。
[0048]图5显示每个样品的化合物密度。
[0049]图6A显示化合物在150℃下的熔体流速。
[0050]图6B显示化合物在230℃下的熔体流速。
[0051]图7A显示化合物的拉伸强度。
[0052]图7B显示化合物的拉伸应变。
[0053]图8显示在区域3处三种矿物的进料器生产量。
[0054]图9A显示当挤出不同的化合物时挤出机的安培数。
[0055]图9B显示化合物的熔体流速。
[0056]图10A显示化合物的断裂拉伸强度。
[0057]图10B显示化合物的断裂拉伸应变。
[0058]图11A显示含有和不含DCP的化合物的断裂拉伸强度。
[0059]图11B显示含有和不含DCP的化合物的断裂拉伸应变。
[0060]图12A是在燃烧测试后含有DCP的试样的照片。
[0061]图12B是在燃烧测试后不含DCP的试样的照片。
[0062]图13显示在实施例5中测试的化合物的20
°
光泽度结果。
[0063]图14显示在实施例5中测试的化合物的60
°
光泽度结果。
具体实施方式
[0064]现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的实施方案，在附图中显示本公开的一些但不是全部实施方案。
[0065]参考以下定义将更好地理解本公开。如本文所用，词语“一”和“一个”等具有“一个或多个”的含义。在本公开的描述内，当陈述数值极限或范围时，除非另有说明，否则包括端点。进一步将理解，术语“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
[0066]如本文所用，当描述量级和/或位置时，可以使用词语“约”、“大约”或“基本上类似”来指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内。例如，数值可以具有所述值(或值的范围)的+/
‑
0.1%、所述值(或值的范围)的+/
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1%、所述值(或值的范围)的+/
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2%、所述值(或值的范围)的+/
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5%、所述值(或值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.阻燃聚合物组合物，其包含：矿物共混物，其包含：高岭土；碱土碳酸盐；和氢氧化镁；和聚合物，其中所述矿物共混物以20
‑
80重量%范围的重量百分比存在，和其中所述聚合物以20
‑
80重量%范围的重量百分比存在，各自相对于所述阻燃聚合物组合物的总重量。2.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其中所述矿物共混物包含10
‑
50重量%的高岭土；10
‑
50重量%的碱土碳酸盐；和10
‑
50重量%的氢氧化镁，各自相对于所述矿物共混物的总重量。3.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其中所述矿物共混物分散在所述聚合物中。4.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其中所述高岭土是天然高岭土。5.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其中所述碱土碳酸盐是选自碳酸钙、碳酸镁、白云石、碳酸钙镁石和菱镁矿中的至少一种。6.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其中所述聚合物是聚烯烃。7.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其中所述聚合物是弹性体，所述弹性体选自丙烯酸橡胶、乙丙三元橡胶、乙丙二元橡胶、含氟弹性体、聚丁二烯、聚异丁烯、聚异戊二烯、硅橡胶和天然橡胶。8.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其中所述聚合物是热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自丙烯酸类、丙烯腈丁二烯苯乙烯、乙烯
‑
乙酸乙烯酯、尼龙、聚(乙酸乙烯酯)、聚丙烯腈、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、聚丁烯
‑
1、聚丁烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚乙烯、聚己二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚乳酸、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊烯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯基酯和聚偏二氟乙烯。9.权利要求8所述的阻燃聚合物组合物，其中所述热塑性聚合物包含乙烯
‑
乙酸乙烯酯和聚乙烯。10.权利要求9所述的阻燃聚合物组合物，其中所述聚乙烯是线性低密度聚乙烯。11.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其进一步包含小于5重量%的氢氧化铝，相对于所述阻燃聚合物组合物的总重量。12.权利要求11所述的阻燃聚合物组合物，其包含小于0.1重量%的氢氧化铝，相对于所述阻燃聚合物组合物的总重量。13.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其基本上不含卤素。14.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其进一步包含二氧化钛。15.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其进一步包含0.01
‑
5重量%的脂肪酸、聚硅氧烷或两者，各自相对于所述阻燃聚合物组合物的总重量。16.权利要求15所述的阻燃聚合物组合物，其中所述脂肪酸是硬脂精，并且所述聚硅氧
烷是PDMS。17.权利要求15所述的阻燃聚合物组合物，其包含重量比在1:1
‑
6:1的硬脂精:聚硅氧烷范围内的脂肪酸和聚硅氧烷两者。18.权利要求1所述的阻燃聚合物组合物，其进一步包含0.01
‑
0.05...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：英默里斯美国公司，
类型：发明
国别省市：