[發明專利]鹵素阻燃熱塑性聚氨酯

有效

• 申請號: 200980109739.3
• 申請日: 2009-03-12
• 公開（公告）號: CN101977995A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: S·K·斯德哈馬里
• 申請（專利權）人: 路博潤高級材料公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L23/28;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/34;C08K5/03;C08K5/06;C08K5/3417;H01B7/295
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 夏正東

技術領域

本發明涉及阻燃熱塑性聚氨酯(TPU)組合物，尤其是包含鹵代阻燃劑和滑石的阻燃熱塑性聚氨酯組合物。TPU組合物可用于其中需要高阻燃性能的領域，例如電線和電纜以及光纖電纜領域，吹塑薄膜，模塑領域等。本發明還涉及制備TPU組合物的方法和制備電線和電纜護套的方法。

背景技術

鹵素添加劑，例如基于氟、氯和溴的那些，已經用于賦予TPU組合物阻燃性能。對于熱塑性塑料例如TPU聚合物的阻燃劑而言，基于氯和溴的化合物是非常好的選擇，因為其相對便宜，容易獲得，并且很有效。鹵素基阻燃劑的用量可根據特定用途所需的阻燃性能而變化。

TPU(熱塑性聚氨酯)聚合物典型地通過使(1)羥基封端的聚醚或羥基封端的聚酯，(2)擴鏈劑，和(3)異氰酸酯化合物反應而制備。三種反應物的各種類型都已經在文獻中公開。由這三種反應物制備的TPU聚合物可用于各種領域，其中通過將TPU熔融加工并將其形成各種形狀來制造產品。對于許多的這類產品，需要向TPU加入阻燃劑。這對于電線和電纜尤其重要，其中所用的聚合物必須滿足嚴格的阻燃性。

TPU是具有軟鏈段和硬鏈段的鏈段聚合物。該特征使其具有優秀的彈性。軟鏈段衍生自羥基封端的聚醚或聚酯，而硬鏈段衍生自異氰酸酯和擴鏈劑。擴鏈劑典型地為各種二元醇中的一種，例如1，4-丁二醇。

對于必須阻燃的TPU應用，TPU化合物的重要性能是限氧指數(LOI)。LOI是允許樣品在規定條件下以燭狀形式維持燃燒的最低氧百分比。LOI值越高，TPU化合物阻燃性越好。

現有商售的含鹵代阻燃劑的TPU化合物具有的LOI值為25至高達約30。高達約30的LOI適合于某些應用，但對于槽式電纜應用，需要約35至36的LOI。LOI中5或6個單位的增加是非常明顯的增量，并且不能通過簡單地加入更多鹵代阻燃劑來實現。該TPU化合物還必須具有良好的物理性能和加工性能，以使其是可用的。

現需要增加使用鹵代阻燃劑體系的TPU化合物的LOI，并保持良好的物理性能和加工性能。

發明概述

本發明的一個目標是制備一種熱塑性聚氨酯組合物，其限氧指數(LOI)％為至少30，優選至少31，32，33，34或35，并且更優選至少37，以及特別希望LOI為40。

該目標通過在TPU組合物中將鹵代阻燃劑和選自三氧化二銻和五氧化二銻的氧化銻以及滑石一起使用來實現。鹵代阻燃劑可以是氯化合物或溴化合物。滑石的用量為TPU組合物的1-20重量％，優選3-15重量％，并且更優選5-10重量％。

本發明的另一個目標是制備一種鹵代阻燃的TPU組合物，其LOI％大于30，并且在根據ASTM?D-2863的UL-94測試中顯示出V-O等級。

本發明的另一個目標是制備一種鹵素阻燃的TPU組合物，其LOI％大于40，并且在根據ASTM?D-2863的UL-94測試中顯示出V-O等級。該目標通過將溴代阻燃劑和三氧化二銻以及滑石聯合使用來實現。

TPU組合物還必須能熔融加工成產品，例如通過擠出制造電纜護套，以及其它所需的產品。

發明詳述

本發明的熱塑性聚氨酯(簡稱為TPU)組合物包含至少一種TPU聚合物以及阻燃添加劑以實現良好的阻燃性。

本發明所用的TPU類型可以是本領域和文獻中已知的任意常規的TPU聚合物，只要該TPU聚合物具有合適的分子量。TPU聚合物通常通過多異氰酸酯與中間體例如羥基封端的聚酯、羥基封端的聚醚、羥基封端的聚碳酸酯或其混合物，以及一種或多種擴鏈劑反應而制備，它們都是本領域技術人員公知的。