[發(fā)明專利]低煙自熄電纜和含天然氫氧化鎂的阻燃組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580051950.6
• 申請(qǐng)日: 2005-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101296978A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F·加勒蒂;G·佩雷戈;A·M·菲拉里;G·豪爾登
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普雷斯曼電纜及系統(tǒng)能源有限公司
• 主分類號(hào): C08K3/20
• 分類號(hào): C08K3/20;H01B7/29
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王長(zhǎng)青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電纜，特別是用于低電壓的電能分配或者用于電信的 電纜，這些電纜具有低煙自熄性能，和涉及在所述電纜內(nèi)使用的阻燃 組合物。

背景技術(shù)

可生產(chǎn)具有阻燃涂層的自熄電纜，所述阻燃涂層由通過(guò)添加合適 的添加劑具有阻燃性能的聚合物組合物而制造。基于例如含有與三氧 化銻組合的有機(jī)鹵化物作為阻燃添加劑的聚乙烯或乙烯/乙酸乙烯酯 共聚物的聚烯烴基組合物例如可用于這一目的。然而，鹵代阻燃添加 劑具有許多缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冊(cè)诰酆衔锏募庸み^(guò)程中部分分解，從而產(chǎn) 生鹵化的氣體，所述鹵化的氣體對(duì)操作者有毒且腐蝕聚合物加工設(shè)備 的金屬部件。另外，當(dāng)將它們直接置于火焰內(nèi)時(shí)，它們?nèi)紵a(chǎn)生大量 含有有毒氣體的煙。當(dāng)添加有三氧化銻的聚氯乙烯(PVC)用作基礎(chǔ)聚合 物時(shí)，遇到類似的缺點(diǎn)。

例如在WO99/05688中所報(bào)道的，自熄電纜的生產(chǎn)集中于不含鹵素 的組合物，使用阻燃填料無(wú)機(jī)氧化物，優(yōu)選為水合物或氫氧化物形式， 特別是氫氧化鎂或氫氧化鋁。

氫氧化鋁在相對(duì)低溫(約190℃)下開(kāi)始分解，這在擠出聚合物組 合物的過(guò)程中可導(dǎo)致各種缺點(diǎn)，并在最終產(chǎn)品內(nèi)形成氣泡和缺陷。因 此，使用氫氧化鋁作為阻燃劑通常局限于不要求高加工溫度的聚合物 材料。相反，氫氧化鎂的分解溫度為約340℃和其特征在于較大的熱 穩(wěn)定性和高的分解焓。這些性能使得氫氧化鎂特別適合在要求高的擠 出溫度和少量形態(tài)缺陷的涂覆電纜用聚合物組合物中作為阻燃填料。

為了獲得有效的阻燃效果，必須將非常大量的氫氧化鎂加入到聚 合物材料中，相對(duì)于100重量份聚合物材料，通常為約120-250重量 份。這樣高的氫氧化鎂含量作為填料導(dǎo)致聚合物材料的粘度增加，結(jié) 果導(dǎo)致制造時(shí)間延長(zhǎng)。另外，所述粘度增加引起擠出過(guò)程中聚合物材 料的溫度升高，這反過(guò)來(lái)又可引起在其內(nèi)包含的氫氧化鎂熱降解。

高的氫氧化鎂含量還可導(dǎo)致所得聚合物混合物的機(jī)械和彈性性能 下降，特別是抗沖擊性、伸長(zhǎng)率和斷裂應(yīng)力。

所得混合物的機(jī)械和彈性性能的下降歸因于氫氧化鎂與聚合物材 料的親和性低。

所述親和性除了與表面的極性有關(guān)以外，還與氫氧化鎂的結(jié)晶度 和氫氧化鎂顆粒的幾何形狀與尺寸分布方面的形態(tài)有關(guān)，和在天然氫 氧化鎂的情況下，與雜質(zhì)含量例如鐵和錳的含量有關(guān)。

因此，研究致力于調(diào)整氫氧化鎂的性能，以改進(jìn)其與聚合物基體 的相容性及其純度。

例如US6676920B1涉及一種合成氫氧化鎂顆粒，它具有六面晶體 形式，且具有與常規(guī)的長(zhǎng)徑比相比相對(duì)大的特定長(zhǎng)徑比(H)。與氫氧化 鎂顆粒在0.15-5微米范圍內(nèi)的平均次級(jí)粒徑(A)和1-150m²/g的BET 比表面積(B)的數(shù)值相關(guān)聯(lián)地測(cè)定長(zhǎng)徑比(H)的范圍。在氫氧化鎂顆粒 內(nèi)作為顆粒中的雜質(zhì)的鐵化合物含量和錳化合物含量的總含量作為金 屬含量計(jì)為小于或等于0.01wt％，優(yōu)選小于或等于0.005wt％。氫氧化 鎂顆粒適合于用作合成樹(shù)脂用阻燃劑。

使用合成氫氧化鎂作為阻燃填料對(duì)最終產(chǎn)品的成本具有相當(dāng)大的 影響，這相對(duì)于使用例如通過(guò)粉碎礦物如水鎂石獲得的天然氫氧化鎂 而言。

關(guān)于WO99/05688，通過(guò)沉淀獲得的氫氧化鎂由尺寸和形態(tài)均基本 上均勻的扁平的六面晶粒組成。相反，天然氫氧化鎂在幾何形狀和表 面外觀上均具有高度不規(guī)則的顆粒形態(tài)。

已經(jīng)嘗試改進(jìn)天然氫氧化鎂的性能。例如US5474602公開(kāi)了用于 塑料材料的改進(jìn)的阻燃填料，它由平均表面積下降的氫氧化鎂顆粒組 成。通過(guò)使平均表面積相對(duì)高的顆粒與蝕刻溶液接觸足夠長(zhǎng)時(shí)間以溶 解至少一些顆粒并留下平均表面積下降的顆粒，從而生產(chǎn)該顆粒。

US6025424涉及具有抗熱劣化性的阻燃劑，它由氫氧化鎂顆粒組 成，該氫氧化鎂顆粒具有(i)平均粒徑不大于2微米，(ii)通過(guò)BET方 法測(cè)量的比表面積不大于20m²/g，和含有(iii)鐵化合物和錳化合物的 總含量以金屬計(jì)不大于0.02wt％。

申請(qǐng)人感覺(jué)需要制造自熄電纜，它包含天然氫氧化鎂作為阻燃填 料，相對(duì)于含有天然氫氧化鎂作為阻燃填料的已知電纜，其具有改進(jìn) 的機(jī)械性能，同時(shí)維持阻燃特性。