专利名称：具有改善的应变发白和刮擦发白性能的聚氨酯/聚烯烃共混物的制作方法
技术领域：
本发明涉及热塑性聚氨酯(TPU)/聚烯烃(PO)共混物。一方面，本发明涉及包含多磷酸酯型泡沸阻燃剂的这种共混物，而另一方面，本发明涉及进一步包含液体磷酸酯改性剂的这种共混物。
背景技术：
由于聚烯烃聚合物具有相对低的成本以及优良的物理和化学性质，聚烯烃聚合物被广泛用于构建线材和缆线覆盖套(covering)，例如半导体护罩、绝缘层、防护套等。尽管它们通常具有优良的机械性质，但是更好的机械性质是令人期望的，通过用TPU替换一些聚烯烃内容物，显著地改善了机械性质，例如，伸长率大于(>)400%和拉伸强度> 1200psi，与之相比仅仅聚烯烃的伸长率为100%和拉伸强度小于(<) 1000psi。此外，引入TPU/聚烯烃共混物组分的组合物显示改善的挠性和较高的变形温度，这是某些线材和缆线应用中所需的。而且，与仅仅TPU的相当组合物相比，TPU/聚烯烃共混物显示改善的带挤出性能，表明用于挤出应用诸如线材和缆线用途的熔体流变学/制造能力得到改善。通过将低成本的聚烯烃与TPU共混，显著降低了塑料成本，同时针对TPU和聚烯烃二者终端用途允许新的配制宽度(formulation latitude)。TPU/聚烯烃共混物作为无齒阻燃配制物(具体而言，基于磷的泡沸)的基础树脂系统具有优良的效用。然而，使用TPU/聚烯烃基础树脂的无卤阻燃组合物通常显示差的应变发白和刮擦发白性能。挑战是，在未显著牺牲总体性能平衡的条件下改善这些阻燃组合物的应变发白和刮擦发白性能。
发明内容
本发明的TPU/聚烯烃共混物显示优异的应变发白和刮擦发白性能，通过加入0.5 25重量％(wt%)液体磷酸酯改性剂(诸如双酚-A-多磷酸酯(BAPP)等)将多磷酸酯型泡沸阻燃剂与之组合。在一实施方案中，本发明是组合物，其包含:基于组合物的重量按重量百分数计，A.Γ90% 的 TPU 聚合物，B.Γ90%的聚烯烃聚合物，C.Γ60%的基于磷的泡沸阻燃剂，D.0.5^25%的液体磷酸酯改性剂，以及
Ε.任选的添加剂和/或填料。在一实施方案中，组合物是无卤素的。在一实施方案中，所述TPU是基于聚醚的聚氨酯或者基于聚酯的聚氨酯中的至少一种。在一实施方案中，所述聚烯烃聚合物是极性聚烯烃聚合物。
优选的实施方案的详细描述定义除非相反地指出，除非上下文暗示或现有技术惯例，否则所有的份和百分比均基于重量，而且所有的测试方法是与本公开的申请日同步的。针对美国专利实践的目的，任何引用的专利、专利申请或专利公开的内容，通过引用来全部地引入(或其等价的US同族也通过引用来引入)，特别是关于本领域的定义(就定义范围而言，不得与在本公开中所具体提供的任何定义不一致)和常识的披露。在本公开中的数值范围是近似的，因此，其可以包括该范围以外的值，除非另有说明。如果在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔，则数值范围包括以I个单位增加的从该较低值到该较高值(包括该较低值和该较高值在内)的所有数值。作为一个例子，如果组成、物理或其它性能，例如，如分子量、重量百分比等是从100到1，000，则意味着明确地列举了所有的单个数值，如100、101、102等，以及所有的子范围，如100至144、155至170、197至200等。对于包含小于I的数值或者包含大于I的分数(例如1.1、1.5等)的范围，酌情将I个单位视为0.0001，0.001，0.01或0.1。对于包含小于10的个位数(例如I至5)的范围，通常将I个单位视为0.1。这些仅仅是具体所意指的内容的示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合都被认为是清楚地记载在本公开中。在本公开之内，数值范围尤其提供了在本发明的组合物中的各种组分的量。“线材”和类似术语是指:单股的导电性金属如铜或铝，或单股的光纤。“缆线”和类似术语表示:在鞘例如绝缘覆盖套或保护性外套内的至少一根线材或光纤。通常，缆线是典型地在共同绝缘套和/或保护套内所捆缚在一起的两根或更多根线材或光纤。鞘内部的单根线材或纤维可以是裸露的、包覆的或绝缘的。组合缆线可以同时包含电线和光纤。缆线等能够被设计用于低、中和高电压应用。典型的缆线设计阐述于USP5, 246，783，6，496，629 和 6，714，707。“组合物”和类似的术语是指两种或更多种组分的混合物或者共混物。“聚合物共混物”和类似术语是指两种或更多种聚合物的混合物。这样的共混物可以或者可以不混溶。这样的共混物可以或可以没有相分离。这样的共混物可以或可以不含有一个或多个域结构，所述域结构根据透射电子光谱、光散射、X-射线散射和本领域已知的任何其他方法测定。“聚合物”和类似术语表示:通过将相同或不同类型的单体进行反应(即聚合)所制备的大分子化合物。“聚合物”包括均聚物和互聚物。“互聚物”表示通过至少两种不同的单体的聚合所制备的聚合物。这种上位术语包括:共聚物(其通常用来表示由两种不同的单体所制备的聚合物)，和由多于两种不同单体所制备的聚合物(例如，三元共聚物、四元共聚物等)。“聚烯烃”、“基于烯烃的聚合物”和类似术语是指:基于聚合物的总重量计，以聚合的形式含有过半数(majority)重量百分比的烯烃例如乙烯或丙烯的聚合物。基于烯烃的聚合物的非限制性例子包括基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物。“无卤”和类似术语是指组合物没有或基本上没有卤素含量，即通过离子色谱法(IC)或类似分析法测定，包含小于2000mg/kg的卤素。 低于上述量的卤素含量被认为对于许多产品(例如线材或缆线覆盖套)的效能而言是无关紧要的。
“环境条件”和类似术语是指温度为23°C和在大气压下。“催化量”是指促使乙烯一乙烯基硅烷聚合物以可检测到的水平(优选商业上可接受的水平)交联所需的催化剂的量。“交联”、“固化”和类似术语是指在将聚合物成型为制品之前或之后，使聚合物进行或经历引起交联的处理，并且聚合物具有小于或等于90重量％的二甲苯或十氢化萘可提取物(即凝胶含量大于或等于10重量％ )。热塑性聚氨酯(TPU)用于本发明实践的热塑性聚氨酯是多异氰酸酯(通常是二异氰酸酯)、一种或多种聚合二醇和任选一种或多种双官能扩链剂的反应产物。此处所用的"热塑性"描述聚合物(I)具有拉伸超过其原长并且在松开时基本上缩回至其原长的能力，以及(2)当受热时软化并且在冷却至室温时基本上返回至其原来状态。所述TPU可通过预聚物法、准预聚物法(quas1-prepolymer)或者一步法制备。异氰酸酯形成TPU中的硬链段，并且该异氰酸酯可以是芳族、脂肪族、或脂环族异氰酸酯以及两种或更多种这些化合物的组合。衍生自二异氰酸酯(OCN-R-NCO)的结构单元的非限制实
例由式⑴表示:
权利要求
1.组合物，其包含:基于组合物的重量按重量百分数计， A.Γ90%的TPU聚合物， B.Γ90%的聚烯烃聚合物， C.Γ60%的基于磷的泡沸阻燃剂， D.0.5^25%的液体磷酸酯改性剂，以及 Ε.任选的添加剂和/或填料。
2.权利要求1的组合物，其中所述TPU聚合物是基于聚醚的聚氨酯或者基于聚酯的聚氨酯中的至少一种。
3.权利要求2的组合物，其中所述聚烯烃聚合物是极性聚合物。
4.权利要求3的组合物，其中所述极性聚合物是乙烯/丙烯酸(EAA)共聚物、乙烯/甲基丙烯酸(EMA)共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚(乙烯-共聚-乙烯基三甲氧基硅烷)共聚物，以及马来酸酐-或硅烷-接枝的烯烃聚合物中的至少 一种。
5.权利要求4的组合物，其中所述基于磷的泡沸阻燃剂包含贡献氮的组分。
6.权利要求1的组合物，其中所述液体磷酸酯改性剂是双酚-A-多磷酸酯(BAPP)J^苯二酚二苯基磷酸酯(RDP)、磷酸三(甲苯酯)(TCP)中至少一种。
7.权利要求1的组合物，其还包含硅烷和官能化聚合物的一种或多种。
8.权利要求7的组合物，其中所述官能化聚合物是MAH-g-EVA。
9.权利要求1的组合物，其还包含炭黑。
10.包含权利要求1的组合物的制品。
11.权利要求10的制品，其呈线材或缆线的形式。
12.权利要求11的制品，其中所述组合物构成所述线材或缆线的一层。
全文摘要
组合物，优选无卤阻燃剂组合物，包含基于组合物的重量按重量百分数计，A.1~90%的TPU聚合物，B.1~90%的聚烯烃聚合物，优选极性聚烯烃聚合物，C.1~60%的基于磷的泡沸阻燃剂，D.0.5~25%的液体磷酸酯改性剂，例如双酚-A-多磷酸酯，以及E.任选的添加剂和/或填料。所述组合物显示优异的应变发白和刮擦发白性能与优异的燃烧性能、优良的挠性和拉伸性以及包括改善的表面平滑度在内的优良制造挤出特性的组合。
文档编号C08K5/52GK103154137SQ201180039532
公开日2013年6月12日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年6月16日
发明者M.芒德拉, G.D.布朗 申请人:联合碳化化学及塑料技术有限责任公司