[發(fā)明專利]阻燃聚合物組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380022252.8
• 申請日: 2013-04-29
• 公開（公告）號: CN104302694A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 烏爾班·安德烈亞松;上松高石;伯恩特-奧克·蘇丹;馬丁·安克爾;O·普列托
• 申請（專利權(quán)）人: 博里利斯股份公司
• 主分類號: C08K3/00
• 分類號: C08K3/00;C08K3/26;C08L23/08;H01B7/295;C08L83/04
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 黃澤雄;侯海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含可交聯(lián)的三元共聚物、金屬碳酸鹽填料和硅氧烷流體或膠體的阻燃聚合物組合物，所述可交聯(lián)的三元共聚物含有乙烯單體單元、含有硅烷基的共聚單體單元和含有極性基團的共聚單體單元。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)所述聚合物組合物的方法，涉及具有包括所述的聚合物組合物的層的電纜和/或電氣設(shè)備，以及它們的用途。

背景技術(shù)

典型的電力電纜或電線通常包括在電纜芯中的一個或多個導(dǎo)體，所述電纜芯被一層或多層聚合物材料的絕緣層或護套包圍。所述芯通常是銅或鋁，但也可以是非金屬的，所述芯由許多不同的聚合物層包圍，每層聚合物層都起到特定功能，例如半導(dǎo)電屏蔽層、絕緣層、金屬帶屏蔽層和聚合物護套。每層都可以提供多于一種的功能。例如，低壓電線或電纜通常被既作為絕緣層又作為外護套的單一聚合物層包圍，而中壓到特高壓電線和電纜通常由至少單獨的絕緣層和護套層包圍。電力電纜芯可以例如被第一聚合物半導(dǎo)體屏蔽層、聚合物絕緣層、第二聚合物半導(dǎo)體屏蔽層、金屬帶屏障和聚合物護套包圍。

各種各樣的聚合物材料已用作用于電纜的電絕緣和屏蔽材料。

這樣的聚合物材料除了具有適當(dāng)?shù)慕殡娦阅埽€必須承受并必須大幅保留它們的初始性能以在多年的使用中具有有效的并安全的性能。

這樣的材料還必須符合如國際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的嚴(yán)格的安全要求。特別地，單根電纜或電纜束，自身決不能燃燒或傳導(dǎo)火焰；電纜的燃燒氣體必須盡可能對人體無害，所形成的煙霧和燃燒氣體不能使逃生路線模糊或具有腐蝕性。

例如，在光伏裝置中使用的電纜暴露于各種大氣條件下，特別是紫外線輻射、濕度和溫度的突然變化下。出于這個原因，除了滿足安全性和防護性要求之外，光伏電纜還必須具有保證其不停運轉(zhuǎn)的特定的機械抗阻性能。

在光伏裝置中，光伏電池收集太陽輻射并轉(zhuǎn)換成電流，并通過聯(lián)接輸送到反用換流器，所述反用換流器將連續(xù)的電流轉(zhuǎn)換成交流電以輸入網(wǎng)絡(luò)。產(chǎn)生的功率將取決于安裝的模塊的數(shù)目，對此，電纜的范圍必須覆蓋所有可能性。

阻燃劑是在抑制或抵抗火勢蔓延的聚合物中使用的化學(xué)品。為提高將被用于電線或電纜中的聚合物組合物的阻燃性，首先將含有鹵化物的化合物加入到聚合物中。然而，這些化合物具有燃燒時釋放諸如鹵化氫的有害、腐蝕性氣體的缺點。

隨后，一種在不含鹵素的聚合物組合物中實現(xiàn)高阻燃性的方法為添加大量(典型地為50-60wt％)的無機填料，例如水合化合物和羥基化合物。這樣的填料(包括Al(OH)₃和Mg(OH)₂)在200至600℃的溫度下吸熱分解，釋放出惰性氣體。使用大量填料的缺點是使加工性和聚合物組合物的機械性能劣化。

EP393959公開了一種實質(zhì)上不含鹵素化合物，而含有有機金屬、硅氧烷流體或膠體以及無機填料的阻燃聚合物組合物，所述有機金屬包含乙烯與選自由丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和乙酸乙烯酯組成的組中的一種或多種共聚單體的共聚物。所述專利還涉及所謂的北歐化工CaSiCo體系(Borealis?CaSiCo?system)。但是，所述體系不滿足破碎抗性測試，因此，不能用于UL1581臥式應(yīng)用工業(yè)和商業(yè)建筑的應(yīng)用。此外，對于工業(yè)和商業(yè)電纜的美國標(biāo)準(zhǔn)UL44和各標(biāo)準(zhǔn)要求電纜交聯(lián)。因此，對于CaSiCo體系，需要考慮一個額外的步驟，即添加交聯(lián)劑。更進一步地，CaSiCo體系的滴落現(xiàn)象是相當(dāng)顯著；這意味著在火災(zāi)事件中，滴落可能會促使電纜周圍的其它電纜或元件著火。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：通過提供一種包含硅氧烷流體或膠體以及礦物填料、三元共聚物的聚合物組合物，所述三元共聚物含有乙烯單體單元、含有硅烷基的共聚單體單元和含有除硅烷基之外的極性基團的共聚單體單元，可以改善所述聚合物組合物的模塑或擠出制品的阻燃性能和機械性能。

特別地，為了滿足對于電線、電纜和軟線的美國UL44標(biāo)準(zhǔn)，必須滿足臨界測試，例如破碎抗性和水平燃燒測試。

根據(jù)本發(fā)明的聚合物組合物具有如下優(yōu)點：實質(zhì)上無有害氣體排放，并結(jié)合了優(yōu)異的阻燃性能和非常良好的機械性能。

特別地，用本發(fā)明的組合物能夠改善破碎抗性的要求。此外，不需要額外的添加交聯(lián)劑的步驟，因為所述三元共聚物已經(jīng)包含交聯(lián)的前體。當(dāng)本發(fā)明的組合物是交聯(lián)的時，未觀察到滴落，得到優(yōu)異的阻燃性能。

因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種阻燃聚合物組合物，所述聚合物組合物包含：

(A)可交聯(lián)的三元共聚物，所述三元共聚物包含乙烯單體單元、含有硅烷基的共聚單體單元和含有極性基團的共聚單體單元；

(B)金屬碳酸鹽填料；