[发明专利]非卤素阻燃热塑性聚氨酯

说明书

发明领域

本发明涉及阻燃热塑性聚氨酯(TPU)组合物，和更具体的涉及到阻燃热塑性聚氨酯组合物，其包含多种非卤素阻燃剂。令人期望的是提供具有优异的机械性能例如良好的抗拉强度和高柔韧性的TPU组合物。还期望的是提供具有改进的阻燃特性的TPU组合物，以使得该材料将通过高水平的火焰测试，具有高的氧指数限度(LOI)，和具有低烟雾性能。该TPU组合物能够用于这样的应用，其中高阻燃性能和低烟雾性能以及高抗拉强度是令人期望的，例如电线和电缆应用，膜应用，模制应用等。本发明还涉及生产非卤素阻燃TPU组合物的方法和由这样的组合物来生产电线和电缆套的方法。

发明背景

卤素添加剂例如基于氟、氯和溴的那些已经被用于为TPU组合物产生阻燃性。在近年中，某些包含TPU的终端应用要求该TPU组合物是无卤素的。这就要求TPU配方设计师研究其他阻燃剂来代替以前使用的卤素添加剂。

Noveon IP Holding Co.的US专利No.6777466公开了使用三聚氰胺氰脲酸酯作为热塑性聚氨酯组合物中唯一的有机阻燃剂添加剂。

Elastogram GmbH的US专利No.5837760公开了一种自熄性阻燃剂，热塑性聚氨酯，其包含一种或多种有机膦酸酯和一种或多种混有三聚氰胺衍生物的有机膦酸酯。

B.F.Goodrich Co.的US专利No.5110850公开了无卤素阻燃热塑性聚合物，其中唯一的阻燃剂是三聚氰胺，其是无衍生物的。

Noveon，Inc.的WO2006/121549公开了一种热塑性聚氨酯，其含有阻燃剂组合物，包括亚膦酸酯化合物，磷酸酯化合物和季戊四醇和二季戊四醇组分。

本领域仍然需要有效的非卤化阻燃剂组合物，其为热塑性聚氨酯组合物赋予了阻燃特性，同时不削弱机械强度和加工性。

附图说明

通过参考下面的附图能够更容易的理解本发明，在其中：

图1是使用本发明的材料的电缆的示意图。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种非卤素阻燃TPU组合物，其提供了期望的阻燃能力以及表现出良好的加工和机械性能。

本发明的一个目标是提供一种用于与热塑性聚氨酯一起使用的阻燃剂组合料，其具有低烟雾性能和改进的抗拉强度。

本发明的一个目标是提供一种赋予TPU组合物阻燃剂以低烟雾性和改进的抗拉强度的方法。

本发明的一个目标是提供一种制造非卤素阻燃TPU组合物的方法，其适于阻燃剂绝缘和/或电线和电缆应用中的包套。

本发明的一个目标是提供一种电线和电缆套结构，其使用了具有低烟雾性和高氧指数限度以及高抗拉强度的阻燃TPU组合物。

在本发明的一方面，提供了一种TPU组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯聚合物；含有至少一种有机磷酸酯化合物的阻燃剂组合料；和至少一种磷酸酯，至少一种磷酸和氧化锌的混合物；和至少一种稳定剂。

在另一方面，该热塑性聚氨酯聚合物选自聚酯聚氨酯，聚醚聚氨酯，聚碳酸酯聚氨酯及其共混物。

在另一方面，该阻燃剂组合料为该TPU组合物赋予了至少一种预定的阻燃剂特性例如低烟雾特性，其中在火焰或者非火焰模式中，在1.5分钟的烟雾密度(Ds)<100和在4分钟的Ds<200。

在另一方面，一种电线和电缆结构是如下来生产的：挤出到至少一个金属导体的非导电性聚合物材料的绝缘层；和挤出阻燃剂套来覆盖该绝缘的金属导体。所述套是本发明的非卤素阻燃TPU组合物。

具体实施方式

本发明的TPU组合物包含至少一种TPU聚合物以及阻燃剂组分和至少一种稳定剂。

本发明所用的TPU聚合物类型可以是任何常规的本领域已知的TPU聚合物，只要该TPU聚合物能够赋予最终的阻燃剂组合物以期望的机械和物理性能，特别是良好的抗拉强度就行。

本发明的实施方案包括将某些阻燃剂组分加入到TPU聚合物中，来实现该TPU组合物期望的阻燃性能。该有机阻燃剂组分是非卤素化合物。该阻燃剂组合料中的组分不反应。在本发明的另一实施方案中，阻燃剂组合料中的组分不明显发生反应。