[发明专利]阻燃性热塑性弹性体

说明书

优先权要求

本申请要求2009年4月29日提交的美国临时专利申请序列第61/173,668号(代理机构案卷号12009007)的优先权，其通过参考结合于此。

发明领域

本发明涉及表现出弹性同时保留热塑性的热塑性弹性体聚合物配混物，它是阻燃的并包含聚苯醚。

发明背景

聚合物领域已经取得迅猛发展，使材料科学从19世纪的木材和金属转型为20世纪中叶的热固性聚合物的应用再转型为20世纪后期热塑性聚合物的应用。

热塑性弹性体(TPE)将诸如硫化橡胶等热固性聚合物的弹性性质与热塑性聚合物的加工特性组合起来。

目前热塑性弹性体由源自化石-燃料的聚合物树脂制备，例如由苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、热塑性硫化橡胶(TPV)、热塑性烯烃(TPO)、共聚酯(COPE)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、共聚酰胺(COPA)和最新的烯烃嵌段共聚物(OBC)制备。

近来热塑性弹性体包括聚苯醚(PPE)。美国专利第6,838,503号(Yin等)和第7,005,465号(Sato)公开了两个实例。但这两个专利中公开的配制物明显不具有足够的伸长率以满足美国安全检测实验室测试62(Underwriters’Laboratory Test62)(UL 62)，其中该测试需要老化前的拉伸伸长率大于200％，在121℃老化168小时、优选在136℃老化168小时之后保持拉伸伸长率大于75％。

发明概述

本领域需要一种由PPE制得的TPE，该TPE能通过UL 62测试的全部必需条件，特别是进行上述热老化之前的拉伸伸长率(a)和热老化之后的拉伸伸长率(b)，(c)进行称重、150℃热老化1小时之后导线和线缆的变形小于50％，和(d)VW-1垂直线缆燃烧。

本发明发现了一种制备包含PPE的非卤素、非红磷型阻燃剂TPE的成分的独特组合，该阻燃剂TPE能通过全部的UL 62测试。

明显地，所述阻燃剂是非卤素型，仍满足全部的UL 62测试。已发现本发明的热塑性弹性体可以是挠性的、弹性的、不含卤素或红磷的阻燃剂，并且是柔软的。

更具体地，非卤素型阻燃剂可以是对水不敏感的固体颗粒，这对由TPE制成的塑料制品的水下耐受性很重要，在存在水或高湿度的情况下，提供长期阻燃性和持续良好的机械性质。同时，用于本发明的固体颗粒阻燃剂对TPE的弹性没有负面影响。

本发明的TPE具有良好的表面外观，可以在高挤出速度下制备，该高挤出速度与用于聚氯乙烯(PVC)导线和线缆绝缘层和外套(即使采用与用于PVC生产的同样的螺杆设计)的挤出速度相当，并且能通过甚至更严格的欧盟70℃/48小时水下绝缘耐受性标准。TPE还具有优异的水下热老化性，其需要在水下暴露于70℃168小时的耐久性。

本发明解决了发现可用于工业的由PPE制成的非卤素型阻燃性TPE的问题，所述阻燃性TPE是挠性的、耐久的，老化之前的拉伸伸长率＞200％且老化之后残留的拉伸伸长率大于75％，能通过150℃变形测试和VW-1燃烧测试以及根据UL 62的其他测试要求。这种新的TPE通过了足以用作导线和线缆的绝缘层、外套或同时用作此二者(具体包括交流电(AC)导线和线缆的绝缘层和外套)的测试。

“导线和线缆”是用于能传导电信号或其它电磁信号并受电绝缘层、外套层或同时受电绝缘层和外套层保护的轴向长度线的工业术语。因此，无论是导线形式还是线缆形式，术语“受保护的电线”表示其中之一或同时表示二者。

本发明的一个方面是一种热塑性弹性体配混物，其包含约10-60重量％的聚苯醚；约10-60重量％的氢化苯乙烯嵌段共聚物；约5-30重量％的至少一种固体非卤素型阻燃剂，所述阻燃剂选自有机次膦酸盐/酯、三聚氰胺聚磷酸盐/酯及其组合；和约5-40重量％的成核烯烃聚合物；根据美国安全检测实验室测试的UL 62测试(Underwriters’Laboratory test UL 62 test)，所述配混物老化之前的拉伸伸长率＞200％，老化之后残留的拉伸伸长率至少为75％。

本发明的另一个方面是由本发明的TPE模塑或挤出的塑料制品。

本发明的另一个方面是一种受保护的电线，其包括(a)具有轴向长度的导线或线缆，和(b)至少一层本发明的TPE，所述TPE层包封所述导线或线缆的至少部分轴向长度。

参考以下实施方式，本发明的特征将变得明显。

发明实施方式

聚苯醚