用于線材和纜線的無鹵素、阻燃tpu組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種包含無阻燃劑的熱塑性內(nèi)護(hù)套和外護(hù)套組合物的線材或纜線，基于組合物的重量，所述組合物包括：(a)10wt%到90wt%的基于TPU的樹脂，(b)5wt%到90wt%的金屬水合物，(c)2wt%到50wt%的基于氮的含磷阻燃劑，以及(d)2wt%到50wt%的液體磷酸酯改性劑，其中外護(hù)套與絕緣覆蓋物接觸，并且其中外護(hù)套具有大于0到0.8mm的厚度。
【專利說明】用于線材和纜線的無鹵素、阻燃TPU組合物
[0001]發(fā)明背景
1.發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及具有包含熱塑性聚氨酯(TPU)組合物的外護(hù)套的纜線。一方面，本發(fā)明涉及包含無鹵素、阻燃TPU組合物的纜線外護(hù)套，所述組合物包括基于氮的含磷阻燃劑和金屬水合物。
[0003]2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的說明
[0004]TPU組合物可以具有寬范圍的柔性。它們可以通過從注塑到擠出到吹塑的廣泛大量的方法制造。它們還提供了透明性、耐磨損性、耐化學(xué)和烴性，以及承載和抗張強(qiáng)度的性能優(yōu)點(diǎn)。因此，它們覆蓋了許多需要阻燃性的應(yīng)用。
[0005]常規(guī)用于TPU組合物中的阻燃劑是基于鹵素的，即它們包含溴、氯等。但是，由于不斷存在的對環(huán)境和安全性的關(guān)注，現(xiàn)在更有利的是無鹵素阻燃劑，但是這些會造成對TPU組合物的挑戰(zhàn)。常規(guī)且容易獲得的無鹵素阻燃劑，例如，基于磷酸酯的那些，如間苯二酚二(二苯基磷酸酯)(RDP)和雙酚A 二( 二苯基磷酸酯)(BPADP)，并沒有制備出表現(xiàn)出良好抑煙性的阻燃性TPU組合物。TPU工業(yè)持續(xù)感興趣的是表現(xiàn)出良好化學(xué)性質(zhì)和阻燃性的無鹵素TPU組合物。
[0006]附圖概述
[0007]圖1是用于無遷移測試的裝置的示意圖。
[0008]發(fā)明概述
[0009]在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明是一種包含無阻燃劑的熱塑性內(nèi)護(hù)套和外護(hù)套組合物的纜線，基于組合物的總重量，所述組合物包括:
[0010](a) 10wt% 到 90wt% 的基于 TPU 的樹脂，
[0011 ] (b) 5wt%到90wt%的金屬水合物，
[0012](c) 2wt%到50wt%的基于氮的含磷阻燃劑，以及
[0013](d) 2wt%到50wt%的液體磷酸酯改性劑，
[0014]其中外護(hù)套與熱塑性內(nèi)護(hù)套接觸，并且其中外護(hù)套具有0.1mm到0.8mm的厚度。
[0015]在一種實(shí)施方式中，外護(hù)套組合物進(jìn)一步包括一種或多種添加劑或填料，例如抗氧劑、UV-穩(wěn)定劑、加工助劑和/或金屬氧化物,例如二氧化鈦。
[0016]在所有實(shí)施方式中，外護(hù)套組合物中所有組分的總百分?jǐn)?shù)是100wt%。
[0017]優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明
[0018]定義 [0019]除非相反地指出，從上下文暗示或現(xiàn)有技術(shù)慣例，所有的份和百分比均基于重量，而且所有的測試方法是與本申請的提交日期同步的。針對美國專利實(shí)踐的目的，任何涉及的專利、專利申請或公開的內(nèi)容在此全部引入作為參考(或其等價的US同族也引入作為參考)，特別是關(guān)于本領(lǐng)域中的定義(不與本申請具體提供的任何定義不一致)和常識的披露。[0020]本申請中的數(shù)字范圍是近似值，因此除非另有所指，否則其可以包括該范圍以外的值。數(shù)值范圍包括以I個單位增加的從下限值到上限值的所有數(shù)值，條件是在任意較低值與任意較高值之間存在至少2個單位的間隔。例如，如果記載組分、物理或其它性質(zhì)，如分子量、重量百分?jǐn)?shù)等是100至1，000，意味著明確地列舉了所有的單個數(shù)值，如100、101、102等，以及所有的子范圍，如100至144、155至170、197至200等。對于包含小于I的數(shù)值或者包含大于I的分?jǐn)?shù)(例如1.1、1.5等)的范圍，適當(dāng)時將I個單位看作0.0001,0.001、0.01或0.1。對于包含小于10 (例如I至5)的個位數(shù)的范圍，通常將I個單位看作0.1。這些僅僅是具體所意指的內(nèi)容的示例，并且所列舉的最低值與最高值之間的數(shù)值的所有可能組合都被認(rèn)為清楚記載在本申請中。本申請內(nèi)的數(shù)字范圍尤其提供了組合物的各組分的
且雄里寺。
[0021]“線材”等術(shù)語表示單根導(dǎo)電金屬，例如銅或鋁，或單根光學(xué)纖維。
[0022]“纜線”等術(shù)語表示護(hù)套內(nèi)的至少一根電線或光學(xué)纖維，所述護(hù)套例如絕緣護(hù)套或保護(hù)性外護(hù)套。典型地，纜線是典型地在共用絕緣內(nèi)護(hù)套和/或保護(hù)性外護(hù)套內(nèi)的兩根或更多根捆縛在一起的電線或光學(xué)纖維。外護(hù)套內(nèi)的單根電線或纖維可以是裸露的、包覆的或絕緣的。組合纜線可以同時包含電線和光學(xué)纖維?？梢葬槍Φ碗妷簯?yīng)用、中電壓應(yīng)用和高電壓應(yīng)用設(shè)計纜線等。典型的纜線設(shè)計在USP5，246，783,6, 496，629和6，714，707中說明。
[0023]“組合物”等術(shù)語表示兩種或更多種組分的混合物或共混物。
[0024]“聚合物”等術(shù)語表示通過使相同或不同類型的單體反應(yīng)(即，聚合)制備的高分子化合物?！熬酆衔铩卑ň畚锖突ゾ畚?。
[0025]“互聚物”表示通·過至少兩種不同單體的聚合制備的聚合物。該一般性術(shù)語包括共聚物(通常用來指由兩種不同單體制備的聚合物)、和由多于兩種不同單體制備的聚合物(例如，三元共聚物、四元共聚物等)。
[0026]“無鹵素”等術(shù)語表示本發(fā)明的組合物不具有或基本上不具有鹵素含量，即，本發(fā)明的組合物通過離子色譜(IC)或類似的分析方法測得包含小于2000mg/kg的鹵素。認(rèn)為小于該量的鹵素含量對于很多產(chǎn)品例如由本發(fā)明的組合物制備的線材或纜線覆蓋物的功效是無關(guān)緊要的。
[0027]“熱塑性”材料是線型或支化聚合物，其可以重復(fù)變軟并且當(dāng)加熱時其變?yōu)榭闪鲃拥那耶?dāng)冷卻到室溫時又返回堅硬的狀態(tài)。使用ASTM D638-72方法，它通常具有大于1000Opsi (68.95MPa)的彈性模量。此外，當(dāng)加熱到軟化狀態(tài)時，熱塑性塑料可以模塑或擠出為任何預(yù)定形狀的制品。
[0028]HFFR TPU 組合物
[0029]本發(fā)明公開提供了一種由無鹵素阻燃性(HFFR)熱塑性聚氨酯(TPU)組合物制備的纜線外護(hù)套。該HFFR TPU組合物包括(a)TPU，(b)金屬水合物，(c)基于氮的含磷阻燃劑和(d)液體磷酸酯改性劑。
[0030](A)熱塑性聚氨酯(TPU)
[0031]用于本發(fā)明實(shí)踐中的熱塑性聚氨酯是多異氰酸酯(典型地是二異氰酸酯)、一種或多種聚合物二醇、以及任選的一種或多種二官能的擴(kuò)鏈劑的反應(yīng)產(chǎn)物。正如這里使用地，“熱塑性”描述了(I)具有延展超過它的初始長度并且當(dāng)釋放時基本上縮回其初始長度的能力并且(2)當(dāng)暴露于熱時軟化并且當(dāng)冷卻到室溫時基本上回到其初始狀況的聚合物。
[0032]TPU可以通過預(yù)聚物、類預(yù)聚物或通過一鍋法制備。異氰酸酯形成TPU中的硬鏈段并且其可以是芳香族、脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯以及這些化合物中的兩種或更多種的組合。衍生自二異氰酸酯(OCN-R-NCO)的結(jié)構(gòu)單元的一個非限定性實(shí)例通過式(I)表示:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種纜線，其包括: 無阻燃劑的熱塑性內(nèi)護(hù)套；和 外護(hù)套組合物，基于組合物的總重量，所述組合物包括: (a)10wt%到90wt%的基于TPU的樹脂， (b)5wt%到90wt%的金屬水合物， (c)2wt%到50wt%的基于氮的含磷阻燃劑，以及 (d)2wt%到20wt%的液體磷酸酯改性劑， 其中外護(hù)套與內(nèi)護(hù)套接觸， 其中外護(hù)套具有大于O到0.8mm的厚度。
2.權(quán)利要求1的線材或纜線，其中所述外護(hù)套包括: (a)30wt%到50wt%的基于TPU的樹脂， (b)20wt%到40wt%的金屬水合物， (c)5wt%到20wt%的基于氮的含磷阻燃劑，以及 (d)3wt%到10wt%的液體磷酸酯改性劑?！?br> 3.權(quán)利要求1的線材或纜線，其中所述金屬水合物是三水合鋁。
4.權(quán)利要求1的線材或纜線，其中所述基于氮的含磷阻燃劑選自多磷酸銨(APP)、多磷酸三聚氰胺(MPP)和焦磷酸哌嗪。
5.權(quán)利要求1的線材或纜線，其中液體磷酸酯改性劑選自間苯二酚二苯酚磷酸酯(RDP)、雙酚A 二磷酸酯(BDP)、三苯酚磷酸酯(TPP)、三丁氧基乙基磷酸酯(TBEP)和間苯二酚二(二甲苯酚磷酸酯)(XDP)。
6.權(quán)利要求1的線材或纜線，其中外護(hù)套組合物進(jìn)一步包括環(huán)氧化線型酚醛清漆樹脂。
7.權(quán)利要求1的線材或纜線，其中熱塑性內(nèi)護(hù)套包括聚丙烯。
8.權(quán)利要求1的線材或纜線，其中外護(hù)套具有0.2到0.6mm的厚度。
【文檔編號】C08L75/00GK103857747SQ201180074062
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月31日
【發(fā)明者】L.J.朱, D.H.郭, L.英, 李斌, Y.Y.楊 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司