[發明專利]阻燃熱塑性聚氨酯

有效

• 申請號: 201980042310.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN112313273B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: O·S·赫茲;O·穆爾;B·尼茨;T·朗格;S·穆勒;A·博泰爾斯
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08K3/22
• 分類號: C08K3/22;C08K3/32;C08K5/00;C08K5/52;C08K5/5313;H01B3/30;C08G18/32;C08G18/44;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/75;C08G18/76;C08L75/08
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 王媛;張國慶

本發明涉及包含至少一種熱塑性聚氨酯、選自三聚氰胺聚磷酸鹽的第一含磷阻燃劑(F1)和選自次膦酸衍生物的另一含磷阻燃劑(F2)的組合物，其中所述組合物不含三聚氰胺氰尿酸鹽。本發明還涉及所述組合物用于制備電纜護套的用途。

本發明涉及包含至少一種熱塑性聚氨酯、選自三聚氰胺聚磷酸鹽的第一含磷阻燃劑(F1)和選自次膦酸衍生物的另一含磷阻燃劑(F2)的組合物，其中所述組合物不含三聚氰胺氰尿酸鹽，以及所述組合物用于制備電纜護套的用途。

由PVC制成的電纜具有在燃燒時釋放有毒氣體的缺點。因此，正在開發基于熱塑性聚氨酯的產品，其具有更低的煙氣毒性且具有良好的機械特性、抗磨損性和柔性。由于不充分的燃燒性能，因此正在開發基于熱塑性聚氨酯的組合物，其包含多種阻燃劑。

特別地，阻燃熱塑性聚氨酯在電纜制備中用作電纜護套。在這里，通常需要具有薄的電纜護套的細電纜，所述電纜護套不僅要通過相關的火焰測試(例如VW1)而且也要具有足夠的機械特性。

熱塑性聚氨酯(TPU)可與含鹵阻燃劑或無鹵阻燃劑混合。包含無鹵阻燃劑的熱塑性聚氨酯通常具有在燃燒時釋放較小毒性和較小腐蝕性煙氣的優點。無鹵阻燃的TPU記載于例如，EP?0?617?079?A2、WO?2006/121549A1或WO?03/066723A2中。US?2013/0059955?A1還公開了包含磷酸鹽基阻燃劑的無鹵TPU組合物。

US?2013/0081853?A1涉及無鹵阻燃組合物，其包含TPU聚合物和聚烯烴，以及磷基阻燃劑和其他添加劑。根據US?2013/0081853?A1，所述組合物具有良好的機械特性。

三聚氰胺氰尿酸鹽作為工程塑料的阻燃劑也是早已已知的。例如，WO?97/00916A記載了三聚氰胺氰尿酸鹽與鎢酸/鎢酸鹽結合作為脂族聚酰胺的阻燃劑。EP?0?019?768?A1公開了用三聚氰胺氰尿酸鹽與紅磷的混合物使聚酰胺防火。

根據WO?03/066723A1，僅包含三聚氰胺氰尿酸鹽作為阻燃劑的材料，既不具有良好的極限氧指數(LOI)也不具有良好的阻燃性，所述阻燃性例如在薄壁厚的情況下通過在UL94測試中的表現確定。WO2006/121549?A1也記載了包含三聚氰胺聚磷酸鹽、次膦酸鹽和硼酸鹽的結合物作為阻燃劑的材料。這些材料在薄壁厚下確實獲得了高的LOI值，但在UL94測試中沒有得到良好的結果。

例如，包含三聚氰胺氰尿酸鹽與磷酸酯和膦酸酯的結合物作為阻燃劑的材料在UL94V測試中具有良好的結果，但具有非常低的LOI值，例如小于25％。這種三聚氰胺氰尿酸鹽與磷酸酯和膦酸酯的結合物不足以作為阻燃劑，特別是在薄電纜護套的情況下。許多標準針對各種阻燃應用規定了較高的LOI值，例如在DIN?EN?45545中。

TPU材料具有流動的趨勢，這是因為隨著溫度升高，氨基甲酸酯鍵會斷裂。在垂直火焰測試中，TPU的流動導致面向火焰的材料層向下流動，并使新材料暴露于火焰中。因此，通常僅在高阻燃劑填充水平時才能形成穩定的保護層。然而，這些高水平導致性能下降，例如抗拉強度顯著降低。

因此，現有技術已知的組合物要么無法實現足夠的機械特性，要么在UL?94V測試中僅具有不足的燃燒性能，例如阻燃性和表現。

PCT/EP2015/053192公開了包含熱塑性聚氨酯、三聚氰胺氰尿酸鹽以及含磷阻燃劑的結合物的組合物。根據PCT/EP2015/053192，這些組合物兼具良好的阻燃性以及良好的機械特性和良好的耐化學性的優點。

通常也需要具有高的抗拉強度、高的斷裂伸長率和低的磨損值的基于熱塑性聚氨酯的材料。這種材料是很多種應用所需要的，例如軟管、薄膜和電纜，以及注塑件。例如，VDE標準EN?50363-10-2規定了根據DIN?EN?ISO?527確定的電纜護套材料的抗拉強度為至少25MPa。

也需要具有低煙氣密度的基于熱塑性聚氨酯的材料，尤其是當將產品在密閉空間中使用時。煙氣腐蝕性低的材料也是有利的，這是因為由此減少了在火災情況下造成的損壞。