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CN103703078A - 聚亚芳基醚组合物及由其得到的制品 - Google Patents

聚亚芳基醚组合物及由其得到的制品 Download PDF

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CN103703078A CN201180072444.0A CN201180072444A CN103703078A CN 103703078 A CN103703078 A CN 103703078A CN 201180072444 A CN201180072444 A CN 201180072444A CN 103703078 A CN103703078 A CN 103703078A
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Abstract

可用于形成线材和电缆绝缘件的组合物,包括特定量的聚亚芳基醚、烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物、聚烯烃和阻燃剂。该阻燃剂包括特定量的硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺和有机磷酸酯。该组合物提供了与使用多磷酸三聚氰胺和金属亚膦酸盐阻燃剂的已知组合物相比较低的成本和较高的柔性。

Description

聚亚芳基醚组合物及由其得到的制品
发明背景
聚亚芳基醚是一类已知具有优良的耐水性、尺寸稳定性和固有阻燃性的塑料。能够通过用各种其他塑料共混聚亚芳基醚而调节例如抗冲强度、硬度、耐化学性和耐热性的性质,以满足广泛多种消费品(例如管道夹具、电气箱、汽车部件和线材和电缆绝缘件)的需求。
另一种塑料聚氯乙烯目前是市场上主要的阻燃线材和电缆绝缘件材料。然而,聚氯乙烯是卤化材料。对卤化材料的环境影响存在安装忧虑,正寻求非卤化替代品。进一步地,对PVC组合物中通常用作增塑剂的酞酸酯和用作热稳定剂的重金属盐也存在相关的环境忧虑。因此非常需要,且在一些地方立法要求,用非卤化聚合物组合物替代聚氯乙烯。
最近的研究表明某些不含卤素的聚亚芳基醚组合物能够具有用作线材和电缆绝缘件所需的物理和阻燃性质。例如参见Kosaka等的美国专利申请公开号US 2006/0106139 A1和US 2006/0182967 A1;以及Guo等的美国专利申请公开号US 2010/0139944 A1。这些参考文献中公开的组合物能够表现出良好的阻燃性和良好的物理性质(例如柔性和断裂拉伸应力)。在不含卤素的聚亚芳基醚组合物的一种方法中,添加大量的其他阻燃剂以确保该组合物整体具有足够的阻燃性。所需较大量的阻燃剂通常伴随着物理性质的损失。例如,当该阻燃剂包括大量金属氢氧化物(例如氢氧化镁)时,柔性受到损害。在不含卤素的聚亚芳基醚组合物的另一种方法中,使用了较少量的阻燃剂,但这些组合物通常需要一种或多种相对昂贵的阻燃剂(例如多磷酸三聚氰胺(例如参见Kosaka等的美国专利号7,417,083)或金属亚膦酸盐(例如参见Borade等的美国专利号7,608,651B2和Qiu等的美国专利号7,589,281B2、7622,522和7,655,714))。仍需要在保持提高的物理性质的同时表现出线材和电缆绝缘件所需的阻燃性的成本降低的阻燃性聚亚芳基醚组合物。
发明内容
一种实施方案是一种组合物,包括:约21-约40wt%的聚亚芳基醚;约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;约2-约20wt%的聚烯烃;和约11-约35wt%的阻燃剂,该阻燃剂包括约1-约10wt%的硼酸锌;约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺;和约2-约15wt%的有机磷酸酯;其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。
另一实施方案是包括组分的熔融共混产物的组合物,该组分包括:约21-约40wt%的聚亚芳基醚;约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;约2-约20wt%的聚烯烃;和约11-约35wt%的阻燃剂,该阻燃剂包括:约1-约10wt%的硼酸锌;约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺;和约2-约15wt%的有机磷酸酯;其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。
另一实施方案是包括此处所述的任意组合物的挤出成型或注射成型产物的挤出成型制品或注射成型制品。
下面详细描述这些和其他实施方案。
附图说明
图1是通过2,6-二甲基苯酚氧化聚合生成聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)和3,3’,5,5’-四甲基二苯酚合苯醌而制备聚亚芳基醚的化学方案;反应混合物的再平衡能够制成具有引入的二苯酚合苯醌的端部和内部残余物的聚亚芳基醚。
具体实施方式
本发明人确定使用特定量的三种阻燃剂(硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺和有机磷酸酯)能够得到可用作线材和电缆绝缘材料的阻燃性聚亚芳基醚组合物。还令人惊奇地确定了甚至较少量的硼酸锌也能为该组合物带来柔性的提高。因此,可以制备在降低成本的同时保持足够的阻燃性并提高柔性的聚亚芳基醚组合物。
一种实施方案是组合物,包括:约21-约40wt%的聚亚芳基醚;约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;约2-约20wt%的聚烯烃;和约11-约35wt%的阻燃剂,该阻燃剂包括约1-约10wt%的硼酸锌;约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺;和约2-约15wt%的有机磷酸酯;其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。
该组合物包括聚亚芳基醚。适合的聚亚芳基醚包括含有具有下式的重复结构单元的那些:
其中Z1每次出现时独立地为氢、未取代或取代的C1-C12烃基条件是该烃基不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基或C2-C12卤代烃氧基,其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开;Z2每次出现时独立地为氢、未取代或取代的C1-C12烃基条件是该烃基不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基或C2-C12卤代烃氧基,其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开。此处所用的术语“烃基”无论自身使用或作为另一术语的前缀、后缀或一部分使用,都表示仅包含碳和氢的基团。该基团能够是脂肪族的或芳香族的,直链、环状、双环、支化、饱和或不饱和的。其也能够包含脂肪族、芳香族、直链、环状、双环、支化、饱和和不饱和的烃部分的组合。然而,当该烃基基团描述为取代的是,其可以非必要地除该取代基团的碳和氢之外还包含杂原子。因此,在特别描述为取代的时,该烃基基团还能够包含一个或多个羰基、氨基、羟基等,或者其能够在烃基基团的主链内包含杂原子。作为一种实例,Z1能够是由端部的3,5-二甲基-1,4-苯基与氧化聚合催化剂的二正丁基胺组分反应生成的二正丁基氨基甲基。
在一些实施方案中,该聚亚芳基醚具有在25℃在氯仿中测定为约0.25-约1分升/克的特性粘度。在此范围内,该聚亚芳基醚的特性粘度能够为约0.3-约0.65分升/克,更特别地为约0.35-约0.5分升/克,甚至更特别地为约0.4-约0.5分升/克。
在一些实施方案中,该聚亚芳基醚是用含吗啉的催化剂制备的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚),其中通过将聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)溶解在甲苯中、从甲醇中沉淀出来、再次浆化并分离制备的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)的纯化样品具有在250-1,000,000原子质量单位的分子量范围内的单峰分子量分布,且包含少于或等于2.2wt%的具有高于整个纯化样品的数均分子量十五倍的分子量的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。在一些实施方案中,在分离成分子量逐渐降低的六个等重量分数的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)之后的纯化样品包括分子量最高的第一重量份,该第一重量份包括至少10摩尔%的包括端部吗啉取代的苯氧基的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。依照这些实施方案的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)进一步描述于Carrillo等的美国专利申请公开号US 2011/0003962 A1中。
在一些实施方案中,该聚亚芳基醚基本上不含引入的二苯酚合苯醌残余物。在本文中,“基本上不含”表示少于1wt%的聚亚芳基醚分子包括二苯酚合苯醌的残余物。如Hay的美国专利号3,306,874中所述,通过一元苯酚的氧化聚合合成聚亚芳基醚不仅生成了所需的聚亚芳基醚,而且还生成了二苯酚合苯醌作为副产物。例如,当该一元苯酚是2,6-二甲基苯酚时,生成了3,3’,5,5’-四甲基二苯酚合苯醌。通常,通过加热该聚合反应混合物以生成包括端部或内部二苯酚合苯醌残余物的聚亚芳基醚,而将该二苯酚合苯醌“再平衡”到该聚亚芳基醚中(即,将该二苯酚合苯醌并入到该聚亚芳基醚结构中)。例如,如图1中所示,当通过2,6-二甲基苯酚的氧化聚合以生成聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)和3,3’,5,5’-四甲基二苯酚合苯醌而制备聚亚芳基醚时,反应混合物的再平衡能够生成具有并入的二苯酚合苯醌的端部和内部残余物的聚亚芳基醚。然而,这种再平衡降低了聚亚芳基醚的分子量(例如p和q+r小于n)。因此,当需要较高分子量的聚亚芳基醚时,可能是合适的是,将二苯酚合苯醌从聚亚芳基醚中分离出来而不是将二苯酚合苯醌再平衡到聚亚芳基醚链中。这种分离例如能够通过将聚亚芳基醚沉淀在该聚亚芳基醚不溶但二苯酚合苯醌可溶的溶剂或溶剂混合物中而实现。例如,当通过2,6-二甲基苯酚在甲苯中进行氧化聚合以生成包括聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)和3,3’,5,5’-四甲基二苯酚合苯醌的甲苯溶液而制备聚亚芳基醚时,能够通过将1体积该甲苯溶于与约1-约4体积甲醇或甲醇/水混合物混合而得到基本不含二苯酚合苯醌的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。可替代地,能够使氧化聚合过程中生成的二苯酚合苯醌副产物的量最小化(例如通过在少于10wt%一元苯酚存在下启动氧化聚合,并在至少50分钟的过程中添加至少95wt%的一元苯酚),和/或能够使再平衡到聚亚芳基醚中的二苯酚合苯醌的量最小化(例如通过在氧化聚合终止之后不超过200分钟内分离该聚亚芳基醚)。这些方法描述于Delsman等的国际专利申请公开号WO2009/104107A1中。在使用二苯酚合苯醌在甲苯中的依赖于温度的溶解性的可替代的方法中,能够将包含二苯酚合苯醌和聚亚芳基醚的甲苯溶液调节到约25℃的温度,在该温度下二苯酚合苯醌溶解性很差,但聚亚芳基醚可溶,能够通过固液分离(例如过滤)除去不溶的二苯酚合苯醌。
在一些实施方案中,该聚亚芳基醚包括2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚单元、2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基醚单元或其组合。在一些实施方案中,该聚亚芳基醚是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。在一些实施方案中,该聚亚芳基醚包括具有在25℃在氯仿中测定为约0.35-约0.6分升/克(特别地为约0.4-约0.5分升/克)的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
该聚亚芳基醚能够包括具有含氨基烷基的端基的分子,其通常位于羟基的邻位。通常还存在四甲基二苯酚合苯醌(TMDQ)端基,其通常是由其中存在四甲基二苯酚合苯醌副产物的含2,6-二甲基苯酚的反应混合物得到的。该聚亚芳基醚能够是均聚物、共聚物、接枝共聚物、离聚物或嵌段共聚物以及包括前述至少一种的组合的形式。
基于该组合物的总重量,该组合物包括含量为约21-约40wt%的聚亚芳基醚。在此范围内,该聚亚芳基醚的含量能够为约22-约30wt%,更特别地为约25-约30wt%。
除该聚亚芳基醚之外,该组合物还包括烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物。为简要起见,该组分称作“氢化嵌段共聚物”。基于该氢化嵌段共聚物的重量,该氢化嵌段共聚物能够包括约10-约90wt%的聚烯基芳香族化合物含量和约90-约10wt%的氢化聚共轭二烯烃含量。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物是低聚烯基芳香族化合物含量的氢化嵌段共聚物,其中该聚烯基芳香族化合物的含量为约10-小于40wt%,特别地为约20-约35wt%,更特别地为约25-约35wt%,仍然更特别地为约30-约35wt%,所有都基于该低聚烯基芳香族化合物含量的氢化嵌段共聚物的重量。
在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物具有约40,000-约400,000原子质量单位的重均分子量。数均分子量和重均分子量都能够通过凝胶渗透色谱法并基于与聚苯乙烯标准样的比较进行测定。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物具有约100,000-约200,000原子质量单位,特别地为约150,000-约200,000原子质量单位的重均分子量。在其他实施方案中,该氢化嵌段共聚物具有约200,000-约400,000原子质量单位,特别地为约250,000-约400,000原子质量单位的重均分子量。特别预期使用两种或更多种氢化嵌段共聚物的混合物,其中至少一种氢化嵌段共聚物具有约150,000-约200,000原子质量单位的重均分子量,至少一种氢化嵌段共聚物具有约250,000-约400,000原子质量单位的重均分子量。
用于制备该氢化嵌段共聚物的烯基芳香族化合物单体能够具有以下结构:
Figure BDA0000459730290000061
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基或C2-C8烯基;R3和R7各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基、氯原子或溴原子;R4、R5和R6各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基或C2-C8烯基;或者R4和R5与中心芳香环一起形成萘基;或者R5和R6与中心芳香环一起形成萘基。特别的烯基芳香族化合物单体包括例如:苯乙烯;氯苯乙烯,例如对氯苯乙烯;甲基苯乙烯,例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯;和特丁基苯乙烯,例如3-特丁基苯乙烯和4-特丁基苯乙烯。在一些实施方案中,该烯基芳香族化合物是苯乙烯。
用于制备该氢化嵌段共聚物的共轭二烯烃能够是C4-C20共轭二烯烃。适合的共轭二烯烃包括例如:1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等及其组合。在一些实施方案中,该共轭二烯烃是1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯或其组合。在一些实施方案中,该共轭二烯烃由1,3-丁二烯组成。
该氢化嵌段共聚物是包括(A)至少一种源自烯基芳香族化合物的嵌段和(B)至少一种源自共轭二烯烃的嵌段,其中嵌段(B)中的脂肪族不饱和基团含量通过加氢至少部分被还原。在一些实施方案中,该(B)嵌段中的脂肪族不饱和度被还原至少50%,特别地被还原至少70%。嵌段(A)和(B)的排列包括线性结构、接枝结构和径向远端嵌段结构,具有或不具有支链。线性嵌段共聚物包括锥形线性结构和非锥形线性结构。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物具有锥形线性结构。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物具有非锥形线性结构。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物包括含有无规加入烯基芳香族单体的(B)嵌段。线性嵌段共聚物结构包括双嵌段(A-B嵌段)、三嵌段(A-B-A嵌段或B-A-B嵌段)、四嵌段(A-B-A-B嵌段)和五嵌段(A-B-A-B-A嵌段或B-A-B-A-B嵌段)结构以及包含(A)和(B)总计6个或更多个嵌段的线性结构,其中各(A)嵌段的分子量可以与其他(A)嵌段相同或不同,各(B)嵌段的分子量可以与其他(B)嵌段相同或不同。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物是二嵌段共聚物、三嵌段共聚物或其组合。
在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物不含有除该烯基芳香族化合物和共轭二烯烃之外的单体的残余物。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物由源自该烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的嵌段组成。其不含有由这些或任何其他单体形成的接枝。其还由碳和氢原子组成,因此不含有杂原子。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物包括一种或多种酸官能化剂(例如马来酸酐)的残余物。在一些实施方案中,该氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。
氢化嵌段共聚物的制备方法是本领域已知的,很多氢化嵌段共聚物在市场上可获得。示例的市场上可获得的氢化嵌段共聚物包括可作为KRATONG1701和G1702获自Kraton Polymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)二嵌段共聚物、可作为KRATON G1641、G1650、G1651、G1654、G1657、G1726、G4609、G4610、GRP-6598、RP-6924、MD-6932M、MD-6933和MD-6939获自KratonPolymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为KRATON RP-6935和RP-6936获自Kraton Polymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯(S-EB/S-S)三嵌段共聚物、可作为KRATON G1730获自Kraton Polymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为KRATON G1901、G1924和MD-6684获自Kraton Polymers的马来酸酐接枝的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为KRATONMD-6670获自Kraton Polymers的马来酸酐接枝的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为TUFTEC H1043获自Asahi KaseiElastomer的包括67wt%聚苯乙烯的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为TUFTEC H1051获自Asahi Kasei Elastomer的包括42wt%聚苯乙烯的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为TUFTEC P1000和P2000获自Asahi Kasei Elastomer的聚苯乙烯-聚(丁二烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为SEPTON S8104获自Kuraray的包括60wt%聚苯乙烯的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、可作为SEPTON S4044、S4055、S4077和S4099获自Kuraray的聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯/丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物、和可作为SEPTON S2104获自Kuraray的包括65wt%聚苯乙烯的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。能够使用两种或更多种氢化嵌段共聚物的混合物。
基于该组合物的总重量,该组合物包括含量为约20-约45wt%,特别地为约22-约40wt%,更特别地为约26-约36wt%的氢化嵌段共聚物。
除了聚亚芳基醚和氢化嵌段共聚物之外,该组合物还包括聚烯烃。聚烯烃包括聚乙烯(包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE))、聚丙烯(包括无规立构、间同立构和全同立构的聚丙烯)和聚异丁烯。聚烯烃及其制备方法是本领域中已知的,且描述于以下美国专利中,例如Gresham等的2,933,480、Gladding的3,093,621、Adamek等的3,211,709、Barrett的3,646,168、Wahlborg的3,790,519、Gros的3,884,993、Boozer等的3,894,999和von Bodungen的4,059,654。聚乙烯(HDPE、LDPE、MDPE、LLDPE)的密度能够为0.90克/cm3-0.98克/cm3。聚烯烃包括乙烯/α-烯烃共聚物,例如乙烯和1-丁烯的共聚物、乙烯和1-己烯的共聚物和乙烯和1-辛烯的共聚物。此外,还能够使用烯烃的共聚物,例如聚丙烯与橡胶和聚乙烯与橡胶的共聚物。聚丙烯与橡胶的共聚物有时称作抗冲改性聚丙烯。这种共聚物通常是多相的,且各组分具有足够长的部分以具有无定形相和晶体相。在一些实施方案中,该聚烯烃包括聚烯烃嵌段共聚物,所述聚烯烃嵌段共聚物含有基本上由C2-C3烯烃的聚烯烃均聚物组成的端基以及包括C2-C12烯烃的共聚物的中间嵌段。此外,该聚烯烃能够包括均聚物和共聚物的组合、具有不同熔融温度的均聚物的组合和/或具有不同熔融流动速率的均聚物的组合。在一些实施方案中,该聚烯烃具有约0.3-约10克/10分钟(g/10min)的熔融流动速率(MFR)。特别地,该熔融流动速率能够为约0.3-约5克/10分钟。熔融流动速率能够依照ASTMD1238-10使用粉末状或颗粒状的聚烯烃、2.16千克的负载以及适用于聚烯烃的温度(对于基于乙烯的聚烯烃为190℃,对于基于丙烯的聚烯烃为230℃)测定。在一些实施方案中,该聚烯烃包括均聚乙烯或聚乙烯共聚物。此外,该聚乙烯能够包括均聚物和共聚物的组合、具有不同熔融温度的均聚物的组合和/或具有不同熔融流动速率的均聚物的组合。
在一些实施方案中,该聚烯烃包括聚异丁烯。在一些实施方案中,该聚烯烃包括聚丙烯和聚异丁烯。在一些实施方案中,该聚烯烃由聚丙烯和聚异丁烯组成。在一些实施方案中,该聚烯烃不含有乙烯均聚物。
基于该组合物的总重量,该组合物包括含量为约2-约20wt%,特别地为约5-约15wt%,更特别地为约11-约16wt%的聚烯烃。
除了聚亚芳基醚、氢化嵌段共聚物和聚烯烃之外,该组合物包括阻燃剂,该阻燃剂包括硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺和有机磷酸酯。本发明人确定该阻燃剂各自以特定的含量的组合与其他不含卤素的绝缘组合物相比,提供了线材和电缆绝缘所需的阻燃性以及提高的柔性和降低的成本。
基于该组合物的总重量,该阻燃剂整体含量为约11-约35wt%。在此范围内,该阻燃剂含量能够为约15-约30wt%,特别的为约18-约27wt%。
该阻燃剂包括硼酸锌。术语“硼酸锌”表示锌的硼酸盐,且包括化学计量变型,例如2ZnO·3B2O3·3.5H2O(CAS登记号138265-88-0)、2ZnO·3B2O3(CAS登记号138265-88-0)、4ZnO·B2O3·H2O(CAS登记号149749-62-2)、4ZnO·6B2O3·7H2O(CAS号1332-07-6)和2ZnO·2B2O3·3H2O(CAS号1332-07-6)。市场上可获得的硼酸锌包括获自U.S.Borax Inc.的FIREBRAKEZB、FIREBRAKE415和FIREBRAKE500;和获自Chemtura的ZB-223和ZB-467。
基于该组合物的总重量,该组合物包括含量为约1-约10wt%的硼酸锌。在此范围内,该硼酸锌含量能够为约2-约9wt%,特别地为约3-约8wt%。
该阻燃剂还包括氰尿酸三聚氰胺。氰尿酸三聚氰胺(CAS登记号37640-57-6)是三聚氰胺和氰尿酸的1:1复合物。其在市场上可获自多个供应商。基于该组合物的总重量,该组合物包括含量为约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺。在此范围内,该氰尿酸三聚氰胺含量能够为约5-约15wt%,特别地为约6-约13wt%。
该阻燃剂还包括有机磷酸酯。有机磷酸酯阻燃剂的实例包括磷酸酯,其包括苯基、取代苯基或苯基和取代苯基的组合;基于间苯二酚的二芳基磷酸酯,间苯二酚(二苯基磷酸酯),以及基于双酚的那些,例如双酚A二(二苯基磷酸酯)。在一些实施方案中,该有机磷酸酯选自三(烷基苯基)磷酸酯(例如CAS登记号89492-23-9或CAS登记号78-33-1)、间苯二酚二(二苯基磷酸酯)(CAS登记号57583-54-7)、双酚A二(二苯基磷酸酯)(CAS登记号181028-79-5)、三苯基磷酸酯(CAS登记号115-86-6)、三(异丙基苯基)磷酸酯(例如CAS登记号68937-41-7)及其混合物。
在一些实施方案中,该有机磷酸酯包括具有下式的二芳基磷酸酯:
Figure BDA0000459730290000101
其中R每次出现时独立地为C1-C12亚烷基;R12和R13每次出现时独立地为C1-C5烷基;R8、R9和R11独立地为C1-C12烃基;R10每次出现时独立地为C1-C12烃基;n是1-25;s1和s2独立地为等于0、1或2的整数。在一些实施方案中,OR8、OR9、OR10和OR11各自源自苯酚、单烷基苯酚、二烷基苯酚或三烷基苯酚。
如本领域普通技术人员容易认识到的那样,该二芳基磷酸酯源自双酚。双酚的实例包括:2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(所谓的双酚A)、2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、二(4-羟基苯基)甲烷、二(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷和1,1-二(4-羟基苯基)乙烷。在一些实施方案中,该双酚包括双酚A。在一些实施方案中,该有机磷酸酯包括双酚A二(二苯基磷酸酯)。
基于该组合物的总重量,该组合物包括含量为约2-约15wt%的有机磷酸酯。在此范围内,该有机磷酸酯含量能够为约4-约15wt%,特别地为约7-约13wt%。
由于这三种所需的阻燃剂足以提供所需的性质,因此可以忽略其他阻燃剂。例如,在一些实施方案中,该组合物不含有磷酸硼。作为另一实例,在一些实施方案中,该组合物不含有金属氢氧化物(例如氢氧化镁)。作为另一实例,在一些实施方案中,该组合物不含有亚膦酸盐(酯)(phosphinate)阻燃剂(包括二烷基亚膦酸金属盐,例如三(二乙基亚膦酸)铝)。作为另一实例,在一些实施方案中,该组合物不含有除所述有机磷酸酯之外的磷酸盐(酯)阻燃剂。非必要地在该组合物中能够不含有的这些其他磷酸盐(酯)阻燃剂包括磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸酰胺、多磷酸铵和多磷酸酰胺。在一些实施方案中,如果需要,该热塑性组合物不含有本申请没有描述的任何阻燃剂。
在一些实施方案中,该组合物包括约3-约10wt%的矿物油。
该组合物能够非必要地进一步包括热塑性领域中已知的各种添加剂。例如,该热塑性组合物可以非必要地进一步包括选自增塑剂、脱模剂、加工助剂、阻滴剂、成核剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、发泡剂、金属失活剂、抗粘连剂、纳米粘土等及其组合的添加剂。当存在时,基于该组合物的总重量,添加剂通常以小于约5wt%,通常小于3wt%的总量使用。
非必要地,如果需要或非必要地,该组合物能够不含有本申请没有描述为需要的或任选的任何聚合物。例如,该组合物能够非必要地不含有以下中的一种或多种:均聚苯乙烯、橡胶改性聚苯乙烯、烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的未加氢胺共聚物、聚酰胺和聚酯。
在一些实施方案中,该组合物不含有填料。
在一些实施方案中,该组合物基本上不含卤素,其表示该组合物包括少于或等于0.5wt%的卤素。在一些实施方案中,该组合物包括少于0.1wt%的卤素。
在该组合物的非常特别的实施方案中,该聚亚芳基醚包括具有在25℃在氯仿中测定为约0.35-约0.5分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚);该组合物包括约22-约30wt%的该聚亚芳基醚;该氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物;该组合物包括约26-约36wt%的该氢化嵌段共聚物;该聚烯烃包括聚丙烯和聚异丁烯;该组合物包括约11-约16wt%的该聚烯烃;该阻燃剂包括约2-约9wt%的硼酸锌;约5-约15wt%的氰尿酸三聚氰胺;和约4-约15wt%的有机磷酸酯;该组合物还包括约3-约10wt%的矿物油。
该组合物还能够以工艺产物术语描述。例如,一种实施方案是包括组分的熔融共混产物的组合物,该组分包括:约21-约40wt%的聚亚芳基醚;约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;约2-约20wt%的聚烯烃;和约11-约35wt%的阻燃剂,该阻燃剂包括:约1-约10wt%的硼酸锌,约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺,和约2-约15wt%的有机磷酸酯,其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。上述所有组成变型同样适用于该工艺产物组合物。
该组合物能够通过将单一组分熔融共混或熔融捏合在一起而制备。该共混或捏合能够使用常用设备(例如带状共混机、Henschel混合机、Banbury混合机、辊筒翻滚机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机、共捏合机等)进行。例如,本组合物能够通过将组分在给螺杆挤出机中在约220-约270℃(特别地约240-约260℃)的温度熔融共混而制备。
尽管已经主要关于特定的聚亚芳基醚组合物描述了本发明,但该阻燃剂能够与广泛各种聚合物一起使用。因此,一种实施方案是组合物,包括:聚合物;和阻燃剂混合物,其包括硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺和有机磷酸酯。能够使用广泛各种聚合物,包括热塑性材料、热塑性弹性体、弹性体和热固性材料。热塑性材料包括聚碳酸酯、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、聚醚酮、聚丙烯酸酯(包括聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸丁酯)、聚乙烯基缩丁醛、聚乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氯乙烯与氯乙烯的共聚物、乙酸乙烯酯和偏氯乙烯的共聚物、苯乙烯和丙烯腈的共聚物等及其组合。热塑性弹性体包括苯乙烯类嵌段共聚物、聚烯烃共混物、弹性体合金(包括热塑性硫化橡胶)、热塑性聚氨酯、热塑性共聚酯等及其组合。弹性体包括天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、异丁烯和异戊二烯的共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物(苯乙烯-丁二烯橡胶)、聚丁二烯和丙烯腈的共聚物、聚氯戊二烯、乙烯和丙烯的共聚物(乙烯-丙烯橡胶)、聚硅氧烷、氟有机硅橡胶、聚醚嵌段酰胺、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物等及其组合。热固性材料包括环氧树脂、氰酸酯树脂、马来酰亚胺树脂、苯并恶嗪树脂、乙烯基苯甲基醚树脂、含烯烃或炔烃的单体、芳基环丁烯树脂、全氟乙烯基醚树脂和具有可固化的乙烯基官能团的低聚物和共聚物及其组合。在一些实施方案中,该聚合物选自由以下组成的组:聚酯、三聚氰胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、氯代聚乙烯、聚四氯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜、聚亚芳基醚、聚酰胺、苯乙烯和丙烯腈的共聚物、α-甲基苯乙烯和丙烯腈的共聚物、丙烯腈和丁二烯和苯乙烯的共聚物、丙烯腈和苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物、聚缩醛、乙烯和聚四氟乙烯的共聚物、橡胶改性的聚苯乙烯、聚氨酯及其组合。在一些实施方案中,该聚合物包括聚亚芳基醚。基于该组合物的总重量,该阻燃剂混合物能够以约5-约30wt%,特别地约10-约20wt%的量使用。该阻燃剂组分能够以约1-10:5-20:2-15的硼酸锌:氰尿酸三聚氰胺:有机磷酸酯(盐)重量比使用,其中单一的数值是基于该组合物总重量的重量百分比。
本发明扩展到由该组合物挤出或成型的制品。因此,一种实施方案是包括本申请所述的组合物的任意变型的挤出成型或注射成型产物的挤出成型制品或注射成型制品。该组合物特别可用于在线材或电缆上形成绝缘层。因此,该制品能够是经涂覆的线材,包括导体和设置在该导体上的覆层,其中该覆层包括本申请所述的组合物的任意变型。该导体能够传导光或导电。
在一些实施方案中,该导体相对于American Wire Gauge(AWG)24-AWG5具有从标准到大的横截面积。覆层的厚度能够为例如0.25-8.0毫米。该导体能够是单线/单股或几个线/股的束。该导体材料能够是金属(例如铜、铝、钢、铜合金、铝合金、铜覆铝、镍或锡覆铜)用于电力输送或电信号输送。该经覆盖的导体包括导体和包括热塑性组合物的覆层,其中该覆层设置在该导体之上,其中该导体具有满足以下至少一种的横截面:(i)AWG24至AWG5;(ii)0.20-16.8毫米2的横截面积(依照ASTM B256-02相当于AWG24至AWG5);(iii)0.51-4.62毫米的标称直径(依照UL1581第四版表20.1相当于AWG24至AWG5)。
在其他实施方案中,该导体是具有薄涂层的小导体。在该实施方案中,该导体具有相当于AWG26至AWG56的横截面积。覆层的厚度能够为例如0.010-0.85毫米。该导体能够是单线/单股或几个线/股的束。该导体材料能够是金属(例如铜、铝、钢、铜合金、铜覆铝、镍或锡覆铜)用于电力输送或电信号输送。此外,在用于单一输送的光纤维应用中,该导体材料还能够是玻璃或塑料。该导体能够具有满足以下至少一种的横截面:(i)AWG56至AWG26的American Wire Gauge(AWG);(ii)0.000122-0.128毫米2的横截面积(依照ASTM B256-02相当于AWG56至AWG26);(iii)0.0124-0.404毫米的标称直径(依照UL1581第四版表20.1相当于AWG56至AWG26)。
本发明至少包括以下实施方案。
实施方案1:一种组合物,其包括:约21-约40wt%的聚亚芳基醚;约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;约2-约20wt%的聚烯烃;和约11-约35wt%的阻燃剂,所述阻燃剂包括约1-约10wt%的硼酸锌,约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺,和约2-约15wt%的有机磷酸酯;其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。
实施方案2:实施方案1的组合物,其中该聚烯烃包括聚异丁烯。
实施方案3:实施方案1的组合物,其中该聚烯烃包括聚丙烯和聚异丁烯。
实施方案4:实施方案1的组合物,其中该聚烯烃由聚丙烯和聚异丁烯组成。
实施方案5:实施方案1-4中任一项的组合物,其中该聚烯烃不含有乙烯均聚物。
实施方案6:实施方案1-5中任一项的组合物,进一步包括约3-约10wt%的矿物油。
实施方案7:实施方案1-6中任一项的组合物,其中该有机磷酸酯包括双酚A二(二丙基磷酸酯)。
实施方案8:实施方案1-7中任一项的组合物,其不含有磷酸硼。
实施方案9:实施方案1-8中任一项的组合物,其不含有氢氧化镁。
实施方案10:实施方案1-9中任一项的组合物,其不含有亚膦酸盐(酯)阻燃剂。
实施方案11:实施方案1-10中任一项的组合物,其不含有除所述有机磷酸酯之外的磷酸酯(盐)阻燃剂。
实施方案12:实施方案1的组合物,其中该聚亚芳基醚包括具有在25℃在氯仿中测定为约0.35-约0.5分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚);其中该组合物包括约22-约30wt%的该聚亚芳基醚;其中该氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯或聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物;其中该组合物包括约26-约36wt%的该氢化嵌段共聚物;其中该聚烯烃包括聚丙烯和聚异丁烯;其中该组合物包括约11-约16wt%的该聚烯烃;其中该阻燃剂包括约2-约9wt%的硼酸锌、约5-约15wt%的氰尿酸三聚氰胺和约4-约15wt%的有机磷酸酯;和其中该组合物还包括约3-约10wt%的矿物油。
实施方案13:包括组分的熔融共混产物的组合物,该组分包括:约21-约40wt%的聚亚芳基醚;约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;约2-约20wt%的聚烯烃;和约11-约35wt%的阻燃剂,所述阻燃剂包括约1-约10wt%的硼酸锌,约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺,和约2-约15wt%的有机磷酸酯;其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。
实施方案14:包括实施方案1、12或13的组合物的挤出成型或注射成型产物的挤出成型制品或注射成型制品。
实施方案15:实施方案14的挤出成型制品或注射成型制品,其中该挤出成型制品或注射成型制品是经涂覆的线材,所述线材包括导体和设置在该导体上的覆层,其中该覆层包括实施方案1的组合物。
实施方案16:实施方案14的挤出成型制品或注射成型制品,其中该挤出成型制品或注射成型制品是经涂覆的线材,所述线材包括导体和设置在该导体上的覆层,其中该覆层包括实施方案12的组合物。
实施方案17:实施方案14的挤出成型制品或注射成型制品,其中该挤出成型制品或注射成型制品是经涂覆的线材,所述线材包括导体和设置在该导体上的覆层,其中该覆层包括实施方案13的组合物。
实施方案18:组合物,包括:聚合物;和阻燃剂混合物,包括硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺和有机磷酸酯。
通过以下非限制实例进一步示例本发明。
实施例1-8,对比例1-8
表1总结了工作例中所用的组分。
表1
Figure BDA0000459730290000151
将所有组分在37毫米的双螺杆Toshiba TEM-37BS挤出机上共混,该挤出机以400转/分钟和约30千克/小时的通量操作。该挤出机具有50℃/180℃/225℃/245℃/245℃/245℃/245℃/245℃/245℃/245℃/245℃的区温度(从进料喉口到模头)和255℃的模头温度。
使用Nissei ES3000-25E注射成型机器将用于物理性质测定的样品进行注射成型,该注射成型机器以235℃/250℃/250℃的区温度(从进料喉口到模头),245℃的喷嘴温度,40℃的模具温度操作。
将经涂覆的线材样品在WTL EXL50挤出机上以240℃的熔融温度挤出,不对铜导体进行预加热。将线速度设定为70米/分钟。线材构造为AWG24铜导体,涂覆厚度为0.74毫米。
依照ASTM D1238-10以250℃、5千克负载和300分钟的滞留时间测定熔融质量流动速率。依照ASTM D638-10在23℃使用50毫米/分钟的试验速度测定抗张性质。依照ASTM D790-10在23℃使用100毫米的跨度和12.5毫米/分钟的试验速度测定挠曲性质。依照ASTM D2240-05(2010)在23℃使用两个交叠的彩色片以产生6.4毫米的总厚度测定肖氏A硬度(硬度计硬度);在30秒时读取硬度数据。依照Underwriter’s Laboratory Bulletin94“Testsfor Flammability of Plastic Materials,UL94”,20mm Vertical Burning FlameTest用在试验前在23℃和50%相对湿度调节至少48小时的燃烧条测定注射成型的燃烧条的阻燃性。依照Underwriter’s Laboratory Bulletin1581“Reference Standard for Electrical Wires,Cables,and Flexible Cords,UL1581”,Section470在23℃使用25毫米的基准间距和500毫米/分钟的试验速度测定线材覆层抗张性质;在113℃在炉中老化168小时。依照Underwriter’sLaboratory Bulletin1581“Reference Standard for Electrical Wires,Cables,andFlexible Cords,UL1581”,Section560在100℃试验1小时用250克负载测定线材热变形。依照Underwriter’s Laboratory Bulletin1581“Reference Standardfor Electrical Wires,Cables,and Flexible Cords,UL1581”,Section1080(VW-1Vertical Specimen)测定线材消焰时间“VW-1,2C/FOT(sec)”和“VW-1,1C/FOT(sec)”,“2C”对应于两根经涂覆的线材并排固定在一起,“1C”对应于单一的经涂覆的线材。
组成和性质总结在表2-4中。所有组分含量都以重量份计。
在表3中,对比例1表示使用多磷酸三聚氰胺(相对昂贵的阻燃剂)、氢氧化镁和有机磷酸酯的组合的现有技术组合物。该组合物在6.4毫米的较大厚度时达到了UL94V-1等级,且通过了VW-11C试验。在对比例2中,用相同含量的硼酸锌代替氢氧化镁。该组合物未能通过所有UL94和VW-1试验,这表明与对比例相比阻燃性降低了。在实施例1的组合物中,用相同含量的氰尿酸三聚氰胺代替了对比例2组合物中的多磷酸三聚氰胺。实施例1组合物仍未通过UL94试验,但通过了VW-1,1C试验,消焰时间与对比例1类似。对比例1和实施例1组合物的大多数机械和耐热性质都类似,肖氏A硬度和挠曲模量除外,其对于实施例1组合物适宜地略低。未曾预期地发现实施例1中使用硼酸锌相对于在对比例1中使用氢氧化镁造成柔性的大大提高(表示为肖氏A硬度的降低和挠曲模量的降低)。用实施例1的氰尿酸三聚氰胺/硼酸锌/有机磷酸酯阻燃剂包代替对比例1的多磷酸三聚氰胺/氢氧化镁/有机磷酸酯阻燃剂包还大大降低了该组合物的总成本。重要的需要指出的是,实施例1的组合物未能通过UL94阻燃性试验并不必然阻碍其用于商业应用,因为通过UL94试验通常不是必需的(而通过VW-1,1C试验通常是必须的)。
表2
Figure BDA0000459730290000181
表4中总结了组成和作为聚亚芳基醚和阻燃剂含量的函数的相应性质。对比例3组合物使用了多磷酸三聚氰胺/氢氧化镁/有机磷酸酯阻燃剂包,表现出6.4毫米的UL94V-0等级、3.2毫米的V-1等级,并通过了VW-1,1C和2C试验。实施例2的组合物分别用氰尿酸三聚氰胺和硼酸锌代替了对比例3中的多磷酸三聚氰胺和氢氧化镁。尽管实施例2的组合物在任一厚度都未能达到V-0或V-1等级,但其通过了VW-1,1C和2C试验。对比例3和实施例2的组合物的大部分机械和耐热性都类似,所不同的是实施例2的组合物表现出柔性的提高,这从较低的肖氏A硬度和挠曲模量值得以证实。
聚亚芳基醚含量对具有氰尿酸三聚氰胺/硼酸锌/有机磷酸酯阻燃剂包的本发明的组合物的阻燃性具有显著的影响。对比例4包含这种阻燃剂包,但具有20wt%的降低的聚亚芳基醚含量。对比例4的组合物没能通过VW-1试验,而具有25wt%聚亚芳基醚的实施例2通过了该VW-1试验。进一步验证聚亚芳基醚含量的重要性,具有30wt%聚亚芳基醚的实施例3组合物不仅通过了VW-1试验(相对于实施例2,消焰时间减少了),而是也在6.4和3.2毫米都达到了UL94V-1等级。
实施例4-8的组合物设计用以研究阻燃剂含量的影响。在实施例4组合物中,硼酸锌含量降低到1重量份,但该组合物仍通过了VW-1,1C和2C试验。实施例4组合物还未曾预期地在6.4毫米达到了UL94V-1等级。甚至更未曾预期的是,实施例4中1重量份的硼酸锌相对于对比例5而言足以显著降低了肖氏A硬度和挠曲模量。当在实施例5中将硼酸锌含量提高到10重量份时,该组合物通过了VW-1,1C试验但没能通过VW-1,2C试验。这表明过高的硼酸锌含量对阻燃性能够具有不利的影响。对于实施例6和7组合物,分别将氰尿酸三聚氰胺和有机磷酸酯含量提高5重量份。这两种组合物在6.4毫米均达到了UL94V-1等级,并通过了VW-1试验。然而,实施例7组合物的肖氏A硬度和挠曲模量也提高了。通过实施例2组合物(用BPADP)和实施例8组合物(用RDP)的对比示例了有机磷酸酯类型的影响。尽管RDP在相同含量时通常提供比BPADP更好的阻燃性(由于RDP具有较高的磷含量),但在该系统中使用BDADP与更好的阻燃性有关,这通过包含BPADP的实施例2组合物通过了VW-1,2C试验而包含RDP的实施例8组合物未能通过得以证实。
表3
Figure BDA0000459730290000201
表3(续)
Figure BDA0000459730290000212
Figure BDA0000459730290000221
表4总结了包含氰尿酸三聚氰胺和有机磷酸酯但不含有硼酸锌的三种对比例的组成和性质。对比例5组合物与实施例4组合物的区别在于前者没有硼酸锌而后者包含1重量份硼酸锌。然而,没有硼酸锌的对比例5组合物没能通过VW-1,1C试验,而实施例4组合物通过了该试验。而且,对比例5组合物比仅具有1重量份硼酸锌的实施例4组合物具有较低的柔性,这由肖氏A硬度和挠曲模量得以证实。因此,硼酸锌在低至1重量份的含量时具有显著的未曾预期的软化性能。以对比例5组合物开始将氰尿酸三聚氰胺含量从10提高到15重量份,得到了对比例6组合物,其通过了VW-1,1C试验。以对比例5组合物开始将有机磷酸酯含量从10提高到15重量份,得到了对比例7组合物,其仍未通过VW-1,1C试验。
表4
Figure BDA0000459730290000231
在表5中,重复制备Qiu等的美国专利号7,622,522B2中实施例25的相关部分,作为本申请的对比例8。对比例8意于示例用包含多磷酸三聚氰胺(昂贵的阻燃剂)、三(二乙基亚膦酸)铝(另一昂贵的阻燃剂)和双酚A二(二苯基磷酸酯)的阻燃剂达到的性质。在表5中,在适合的情况下使用了本申请的组分名称以便于比较。在表5中,“SEBS II”是具有30%苯乙烯含量的聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物,作为Kraton G1650获自Kraton Polymers Ltd.;“DEPAL”是三(二乙基亚膦酸)铝,CAS登记号225789-38-8;作为OP930或OP1230获自Clariant。与本发明实施例的严格对比是不可能的,但能够注意到对比例8的组合物未通过UL94垂直燃烧试验,但通过了UL1581VW-1可燃性试验。还能够注意到对比例8的组合物具有比本发明实施例的八分之七更低的柔性(肖氏A硬度和挠曲模量值证实)(实施例7例外)。这表明与包含多磷酸三聚氰胺和三(二乙基亚膦酸)铝的相对更昂贵的组合物相比,本发明的组合物在成本降低的情况下能够表现出相当的阻燃性和提高的柔性。
表5
Figure BDA0000459730290000232
Figure BDA0000459730290000241
本说明书使用实施例公开了本发明,包括最佳方式,还能使本领域任何技术人员制备和使用本发明。本发明的可专利范围由权利要求书限定,且可以包括本领域技术人员遇到的其他实施例。这种其他实施例如果具有与权利要求的字面语言没有区别的结构要素或者如果其包括与权利要求的字面语言没有实质差别的等效结构要素,那么也意于在权利要求的范围内,
所有引用的专利、专利申请和其他参考文献都通过参考整体引入本申请。然而,如果本申请中的术语与所引用的参考文献中的术语相抵触,那么本申请的术语优先于所引用的参考文献中不一致的术语。
本申请公开的所有范围都包括端点,端点可彼此独立地结合。本申请公开的各范围组成了对位于所公开范围内的任何点和子范围的公开。
在描述本发明的内容中(尤其是以下权利要求书的内容中)术语“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”和类似的表述应当被解释为包括单数和复数,除此处另外暗示或上下文明确抵触之外。此外,还应当进一步指出此处的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性,而是用于将一个要素与另一个区分开。与数量连接使用的修饰词“约”包括所述值,且具有上下文所述的含义(例如其包括与特定量的测量相关的误差程度)。

Claims (18)

1.一种组合物,其包括:
约21-约40wt%的聚亚芳基醚;
约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;
约2-约20wt%的聚烯烃;和
约11-约35wt%的阻燃剂,所述阻燃剂包括:
约1-约10wt%的硼酸锌;
约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺;和
约2-约15wt%的有机磷酸酯,
其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。
2.权利要求1的组合物,其中该聚烯烃包括聚异丁烯。
3.权利要求1的组合物,其中该聚烯烃包括聚丙烯和聚异丁烯。
4.权利要求1的组合物,其中该聚烯烃由聚丙烯和聚异丁烯组成。
5.权利要求1的组合物,其中该聚烯烃不含有乙烯均聚物。
6.权利要求1的组合物,进一步包括约3-约10wt%的矿物油。
7.权利要求1-6中任一项的组合物,其中该有机磷酸酯包括双酚A二(二丙基磷酸酯)。
8.权利要求1-6中任一项的组合物,其不含有磷酸硼。
9.权利要求1-6中任一项的组合物,其不含有氢氧化镁。
10.权利要求1-6中任一项的组合物,其不含有亚膦酸盐(酯)阻燃剂。
11.权利要求1-6中任一项的组合物,其不含有除所述有机磷酸酯之外的磷酸酯(盐)阻燃剂。
12.权利要求1的组合物,
其中该聚亚芳基醚包括聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚),所述聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)在25℃在氯仿中测定的特性粘度为约0.35-约0.5分升/克;
其中该组合物包括约22-约30wt%的该聚亚芳基醚;
其中该氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯或聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物;
其中该组合物包括约26-约36wt%的该氢化嵌段共聚物;
其中该聚烯烃包括聚丙烯和聚异丁烯;
其中该组合物包括约11-约16wt%的该聚烯烃;
其中该阻燃剂包括:
约2-约9wt%的硼酸锌;
约5-约15wt%的氰尿酸三聚氰胺;和
约4-约15wt%的有机磷酸酯;和
其中该组合物还包括约3-约10wt%的矿物油。
13.包括组分的熔融共混产物的组合物,该组分包括:
约21-约40wt%的聚亚芳基醚;
约20-约45wt%的烯基芳香族化合物和共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物;
约2-约20wt%的聚烯烃;和
约11-约35wt%的阻燃剂,包括:
约1-约10wt%的硼酸锌;
约5-约20wt%的氰尿酸三聚氰胺;和
约2-约15wt%的有机磷酸酯,
其中除非特别指出不同的重量基础,所有重量百分比都基于该组合物的总重量。
14.包括权利要求1、12或13的组合物的挤出成型或注射成型产物的挤出成型制品或注射成型制品。
15.权利要求14的挤出成型制品或注射成型制品,其中该挤出成型制品或注射成型制品是经涂覆的线材,所述线材包括导体和设置在该导体上的覆层,其中该覆层包括权利要求1的组合物。
16.权利要求14的挤出成型制品或注射成型制品,其中该挤出成型制品或注射成型制品是经涂覆的线材,所述线材包括导体和设置在该导体上的覆层,其中该覆层包括权利要求12的组合物。
17.权利要求14的挤出成型制品或注射成型制品,其中该挤出成型制品或注射成型制品是经涂覆的线材,所述线材包括导体和设置在该导体上的覆层,其中该覆层包括权利要求13的组合物。
18.组合物,包括:
聚合物;和
阻燃剂混合物,包括:
硼酸锌;
氰尿酸三聚氰胺;和
有机磷酸酯。
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