[發(fā)明專(zhuān)利]阻燃聚合物組合物

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680018175.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107735447A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.梅斯坦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 巴特顧橡膠技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/16
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/16;C08L31/04;C08L23/22;C08L91/00;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/38;C08K3/22;C08K5/14;C08K5/09;C08K3/34
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 段菊蘭,周齊宏

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的阻燃聚合物組合物。

例如由橡膠(Gummi)或橡膠(Kautschuk)制成的彈性元件本身不具有阻燃或阻火性質(zhì)，如其在一些應(yīng)用中部分地基于標(biāo)準(zhǔn)或法律規(guī)定所要求的。至今，天然橡膠或氯丁橡膠(CR)例如被用作動(dòng)態(tài)應(yīng)用的基礎(chǔ)聚合物。它們具有極佳的機(jī)械數(shù)值和磨損特性，但并不特別具有可滿(mǎn)足EN 45545-2要求的阻燃或阻火性質(zhì)。這具體而言涉及關(guān)于煙氣密度(NR，CR)和毒性(CR)的問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)低可燃性，具體而言根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 45545-2，以及與其相關(guān)的關(guān)于燃燒擴(kuò)展、光學(xué)煙密度、煙氣毒性和放熱率的高要求，首先需要把注意力放在聚合物選擇上。關(guān)于煙密度和毒性的嚴(yán)格要求先驗(yàn)地排除了例如應(yīng)用含鹵素聚合物，例如氯丁橡膠(CR)或者具有不飽和主鏈的R族彈性體，例如丁腈橡膠，例如HNBR。優(yōu)選使用在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)荷下對(duì)裂縫形成和擴(kuò)展具有小的抵抗力以及對(duì)潤(rùn)滑油和油脂具有較差耐性的M族烯烴聚合物，以及含乙酸乙烯酯的熱塑性聚合物，以便滿(mǎn)足對(duì)煙氣密度和毒性的要求。

還已知向彈性體摻入大量的阻燃劑和/或阻火劑，但材料性質(zhì)通常被這類(lèi)添加劑的混合強(qiáng)烈損害，其中這種由橡膠構(gòu)成的元件可能不再滿(mǎn)足應(yīng)用所需的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性質(zhì)。

在動(dòng)態(tài)應(yīng)用中，例如用作彈簧元件或阻尼元件或類(lèi)似物，通常為例如車(chē)輛上的高動(dòng)載荷元件，在另一方面使用基于NR和CR的已知彈性元件不能令人滿(mǎn)意地滿(mǎn)足所需防火技術(shù)上的規(guī)定。

目前，例如對(duì)于軌道車(chē)輛領(lǐng)域中的彈性體制品而言出現(xiàn)問(wèn)題，即使用單一材料，不能同等程度地滿(mǎn)足EN 45545-2 HL3 (例如R9、R22/23)，以及DIN 5514 (型材)和/或BN 918043 (用于技術(shù)目的的彈性體)的要求。

為了解決這一問(wèn)題，已部分地作出嘗試提供材料組合以便使受保護(hù)的彈性核保持不含阻燃劑。這類(lèi)復(fù)合元件例如描述于DE 38 31 894 A1或WO 2010/069842中。

從現(xiàn)有技術(shù)中還已知聚合物，乙烯乙酸乙烯酯與三元乙丙橡膠的含阻燃劑混合物。在大多數(shù)情況下，通過(guò)過(guò)氧化物交聯(lián)或通過(guò)照射來(lái)實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。這類(lèi)混合物主要用于包覆電纜或電線(xiàn)。因此，例如，EVA、EPDM和LLDPE的阻燃組合物描述于EP 2 343 334 A2中，其具有經(jīng)由過(guò)氧化二異丙苯形成的過(guò)氧化物交聯(lián)體系。這些材料大部分基于EVA，其中添加有少量的EPDM/EPM或PE。

還已知具有動(dòng)態(tài)交聯(lián)熱塑性彈性體(TPV和/或TPE-V)的許多聚合物混合物。在此是兩相體系，其中細(xì)分散的交聯(lián)橡膠顆粒被嵌入連續(xù)熱塑性基質(zhì)中。在室溫下，熱塑性彈性體與傳統(tǒng)彈性體表現(xiàn)相似，但在熱導(dǎo)入時(shí)可塑性變形并且在高溫下具有熱塑性行為。然而這對(duì)于用作阻尼構(gòu)件、例如用于軌道車(chē)輛正是非期望的，因?yàn)樵谠撉闆r下需要在較高溫度下也保持其彈性性質(zhì)。因此熱塑性彈性體不適合用于此目的。

EPDM和EVA的硫交聯(lián)混合物另外描述于WO 2014/019008中，其可填充有極大量的阻燃劑并且因此具有良好的耐燃性，而其由于特殊的硫交聯(lián)體系仍然保持其有利的機(jī)械性質(zhì)。

還往往試圖通過(guò)使用增塑劑來(lái)校正由高份額的阻燃劑所致的劣化的機(jī)械性質(zhì)，特別是在硬度和剛性方面。這類(lèi)彈性體混合物，例如基于EPDM或EPM的那些，通常含有高份額的礦物油增塑劑，特別是為了改善加工性質(zhì)(流動(dòng)性)以及設(shè)定諸如硬度和模量的機(jī)械特征值。就聚合物而言，通常的使用量可為50至200 phr (每百份橡膠的份數(shù))。

礦物油是石油產(chǎn)品和復(fù)雜組成的烴混合物并且具有鏈烷、環(huán)烷和芳族成分。對(duì)于非極性或弱極性烯烴彈性體而言，由于極性和因此相容性的原因使用礦物油，其芳族鍵合的碳原子(C_芳族)基于100重量%礦物油計(jì)應(yīng)不大于50重量%。由于極性的原因，僅主要具有鏈烷或環(huán)烷成分的礦物油可被用于這樣的使用量。

已知聚合物組合物的典型配方具有以下組成：

? EPDM100 phr

? 炭黑20 phr

? 三水合鋁(ATH) 180 phr

? 硼酸鋅50 phr

? 增塑劑45 phr

? 交聯(lián)化學(xué)品： 12 phr

? 加工助劑： 5 phr

在這種情況下脫水阻燃劑的含量為230 phr。這類(lèi)混合物可滿(mǎn)足EN 45545-2 (R22/23，R9)的防火要求，但由高含量的阻燃劑造成的不足的機(jī)械性質(zhì)在此被證明為不利的：

? 硬度： 64 Shore A

? 密度： 1.47 g/cm³