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具有高热力学强度的热塑性阻燃组合物,特别地用于电缆的组合物

摘要

本发明涉及热塑性阻燃组合物,其包含由聚烯烃主链和平均至少一个聚酰胺接枝体组成的聚酰胺嵌段接枝共聚物,其中所述接枝体通过具有可以与聚酰胺反应的官能团的不饱和单体(X)的残基连接到主链,该不饱和单体(X)的残基通过经由它双键的接枝或者共聚合连接到主链,特征在于该组合物包含:-60%至70%重量的聚酰胺嵌段接枝共聚物,-22%至28%重量的聚(丙烯酸五溴苄基酯),-4%至8%重量的协同阻燃剂,其选自三氧化锑,锡、钼和/或铋的衍生物,以及硼锌氧化物,硼酸钙,硫酸钙和/或锡酸锌,-0.5%至5%重量的亲有机物质的活化白土。本发明还涉及这种组合物用于电气/电气工程部件和包含至少一个这种组合物的膜的电缆、管道等的用途。

著录项

  • 公开/公告号CN103261316A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-08-21

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 阿肯马法国公司;

    申请/专利号CN201180062391.4

  • 发明设计人 D.茹塞;J-J.弗拉特;P.乔莱特;

    申请日2011-10-18

  • 分类号C08L53/00;C08K3/00;C08K3/22;C08K3/30;C08K3/34;C08K3/38;H01B3/30;

  • 代理机构中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人黄念

  • 地址 法国科隆布

  • 入库时间 2024-02-19 20:12:27

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-09-30

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C08L53/00 专利号:ZL2011800623914 申请日:20111018 授权公告日:20150722

    专利权的终止

  • 2015-07-22

    授权

    授权

  • 2013-11-13

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08L53/00 申请日:20111018

    实质审查的生效

  • 2013-08-21

    公开

    公开

说明书

发明领域

本发明涉及具有高热力学强度的挠性热塑性阻燃组合物,其基于用聚酰胺单元接枝的官能化聚烯烃,其包含至少一种三种具有阻燃性质的试剂的组合。本发明还涉及这种组合物作为在电缆、管道等等中的涂层的层(外层)以及作为保护套的组成材料(内层)的用途,以及涉及这种包含至少一个由这种组合物组成的层或者涂层的层或者材料的电缆、管道、保护套等等。

这些组合物用在电缆中用于绝缘和保护电缆、光学纤维和用于制备电气部件,如电插座,以及用在电机工程中用于模制物品,如箱体。

热塑性聚合物如聚乙烯,聚酰胺或者其混合物是优良的电绝缘体并且易于加工。它们用于制造箱体和电插座以及电缆的涂层。电气装置可能是短路的来源并且可能着火,它们还可能与火焰接触并因此着火并且使火沿着电缆路线蔓延。存在各种添加剂以使得这些材料不可燃的,一些基于卤化产品,其它基于无卤素产品。

根据UL 94火焰蔓延性测试(根据标准ISO 1210),该V0等级是最好的等级,其对应于是不容易燃烧,并在测试期间不产生燃烧熔滴(gouttes enflammées)的材料。

对于V1等级,该材料是更容易可燃的但是不产生燃烧熔滴。关于V2等级,除了比V0更容易的可燃性,在该测试期间可产生燃烧熔滴。

对于还更可燃的材料,给出NC等级(未分级)。

由此,在如电缆、电气部件和电机工程部件的覆盖层和汽车应用中,除了它们的电绝缘性质,该材料还必须完全具有高耐火性水平(阻燃性)。此外,这些材料或者组合物必须具有优良的机械强度,特别地优良的最终性质(断裂伸长和断裂应力),而且优异的热力学性质,如在温度下的蠕变,以及优良的耐热氧化性,即该材料在热空气中老化期间保持它的机械性质的能力。

然而,对于热塑性组合物,考虑到以下事实:该耐火性的改善与该机械性质和热力学性质背道而驰,当前在市场上还没有具有使对于所有这四种性质组合的高性能的特征的热塑性材料或者组合物。

现有技术

已知文献EP629678,其描述了包含聚酰胺和聚丙烯的混合物的热塑性合金,在其中加入沸石(脱水剂)和聚磷酸铵以使得它们是阻燃的。还已知文献EP704489,其描述了由聚酰胺基质组成的组合物,在聚酰胺基质中分散有交联聚烯烃结核状片和阻燃剂,该阻燃剂选自氢氧化镁、十溴二苯醚、氰尿酸三聚氰胺和季戊四醇。

这两种类型组合物诚然具有优良的耐火性但是这些性能是以材料的延展性为代价(断裂伸长、在环境温度下碰撞脆性的巨大损失)获得的。此外,观察到这些材料的热稳定性是不够的。“热稳定性”理解为表示在各种热老化(例如在120℃一周)之后机械性质(更特别断裂伸长)的保持。

还已知本申请人的文献WO07/141449,其描述了主要包含(以该组合物的重量计)聚酰胺嵌段接枝共聚物、铵多磷酸盐以及少量沸石的热塑性组合物。虽然它们具有高的阻燃水平(UL94-V0等级),这些材料一方面经受相对于基质(其未进行由相同聚酰胺嵌段接枝共聚物形成的阻燃处理)初始机械性质的损失,以及另一方面在通风烘箱中在热氧化性老化(例如在150℃的温度一周)期间它们的机械性质的损失。

将注意到,聚酰胺嵌段接枝共聚物不具有抗火焰蔓延性(对于APOLHYA?为UL94-NC等级),如在涉及取名为"DM13"的组合物的测试中观察到的那样。

在文献US4128709中首次提到聚(丙烯酸五溴苄基酯),其描述了丙烯酸五溴苄基酯单体的溶液聚合。

还已知文献US4996276和US5072028,其描述了用于获得聚(丙烯酸五溴苄基酯)的制备,其通过本体聚合或者通过使不饱和酸的碱金属盐与取代的多溴苄基卤化物在与水不混溶的溶剂中和与相转移催化剂反应进行。

本发明的简要描述

该本发明旨在通过提供那些满足在电气和电机工程领域中对电缆,光学纤维,更通常地绝缘部件的所有特定要求的热塑性组合物克服现有技术的材料的缺点。

本申请人现在已经找到新型热塑性阻燃组合物,其包含由聚烯烃主链和平均至少一个聚酰胺接枝体(greffon en polyamide)组成的聚酰胺嵌段接枝共聚物(copolymère greffé à blocs polyamides),其中所述接枝体通过具有可以与聚酰胺反应的官能团的不饱和单体(X)的残基连接到主链,该不饱和单体(X)的残基通过经由它双键的接枝或者共聚合固定到主链上,特征在于该组合物包含:

- 60%至70%重量的聚酰胺嵌段接枝共聚物,

- 22%至28%重量的聚(丙烯酸五溴苄基酯),

- 4%至8%重量的协同阻燃剂,其选自三氧化锑,锡、钼和/或铋的衍生物,以及硼锌氧化物,钙硼酸盐,硫酸钙和/或锡酸锌,

- 0.5%至5%重量的亲有机物质的活化白土(argile traité organophile)。

有利地,包含(X)的聚烯烃主链选自乙烯-马来酸酐和乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-马来酸酐共聚物。根据一个对于该组合物特别有利的方面,与聚烯烃主链连接的单体X的数目大于或等于1.3和/或小于或等于10。此外,该聚酰胺接枝体具有1000-5000 g/摩尔,优选地2000-3000 g/摩尔的摩尔质量。

此外,如果所有或者部分的聚烯烃主链和/或聚酰胺接枝体用它们分别与改性粘土的混合物替代时,它将不会脱离本发明的范围,所述混合物为本领域的技术人员以术语"纳米配混物"而所知。

根据一个优选实施方案,该活化白土以重量计以1%-4%,优选地2%-3.5%存在于该组合物中。

根据一个优选实施方案,该聚(丙烯酸五溴苄基酯)按重量计以23%-27%,优选地24%-26%存在于该组合物中。

根据一个优选实施方案,该协同阻燃剂按重量计以5%-7%,优选地5.5%-6.5%存在于该组合物中。优选地,该协同阻燃剂是三氧化锑。

根据一种由本发明提供的可能性,该组合物由聚酰胺嵌段接枝共聚物,聚(丙烯酸五溴苄基酯),三氧化锑和亲有机物质的活化白土的混合物组成。

根据一种由本发明提供的可能性,该组合物还包含抗氧化剂、抗紫外线剂、矿物填料、抗滴试剂(agents anti-gouttes)和/或染色颜料。如果将沸石加入到要求保护的热塑性组合物中,它不会脱离本发明的范围。

根据一种优选实施方案变型,该聚酰胺嵌段接枝共聚物的不饱和单体(X)是马来酸酐。

本发明还涉及如上所述的组合物作为电缆以及电气部件(如电插座)的涂层的层或者在电机工程中以模制物品(如箱体)的用途。

然而,这些组合物还可以用于制备涂层的层或者用于在汽车工业中流体(特别地燃料或者冷却液导管)输送管线(或者管道)的热防护套。

该本发明还涉及包含至少两个层的电缆或者管道,其至少一个层由如上所述的热塑性组合物形成。

发明的详细说明

关于该聚酰胺嵌段接枝共聚物,它可以通过使聚酰胺与该通过接枝或者共聚合与聚烯烃主链连接的不饱和单体X的残基反应获得。

这种单体X可以例如是不饱和环氧化物或者不饱和羧酸的酸酐。该不饱和羧酸的酸酐可以选自,例如,马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、烯丙基琥珀酸酐、环己-4-烯-1,2-二甲酸酐、4-亚甲基环己-4-烯-1,2-二甲酸酐、双环-[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酸酐、x-甲基双环-[2.2.1]庚-5-烯-2,2-二甲酸酐。有利地使用马来酸酐。用不饱和羧酸(如,例如(甲基)丙烯酸)替换全部或者部分酸酐不会脱离本发明的范围。

关于该聚烯烃主链,聚烯烃被定义为α烯烃或者的二烯烃(如,例如乙烯、丙烯、丁-1-烯、辛-1-烯或丁二烯)的均聚物或者共聚物。举例来说,可以提到:

-   聚乙烯的均聚物和共聚物,特别地,LDPE、HDPE、LLDPE(线型低密度聚乙烯)、VLDPE(极低密度聚乙烯)和茂金属聚乙烯;

-   丙烯的均聚物或者共聚物;

-   乙烯/α-烯烃共聚物,如乙烯/丙烯共聚物,EPR(乙丙橡胶的缩写)和乙烯/丙烯/二烯(EPDM)共聚物;

-   苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、和苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物,

-   乙烯与至少一种选自不饱和羧酸的盐或者酯,如(甲基)丙烯酸烷基酯(例如丙烯酸甲酯),或者饱和羧酸乙烯酯(如醋酸乙烯酯)的产品的共聚物,共聚单体的比例可以达到40%重量。

有利地,聚烯烃主链(在其上连接X残基)是通过用X接枝的聚乙烯或者乙烯和X的共聚物(其例如通过高压自由基聚合获得)。

关于在其上能接枝X的聚乙烯,“聚乙烯”理解为表示均聚物或者共聚物。

作为共聚单体,可以提到:

-   α-烯烃,有利地具有3至30个碳原子的那些。实例已经在上面进行描述。这些α-烯烃可以单独或者作为两种或多于两种的混合物进行使用;

-   不饱和羧酸的酯,如,例如(甲基)丙烯酸烷基酯,该烷基可以具有最多24个碳原子;丙烯酸烷基酯或者甲基丙烯酸烷基酯的实例特别地是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯或者丙烯酸2-乙基己基酯,

-   饱和羧酸的乙烯基酯,如,例如醋酸乙烯酯或者丙酸乙烯酯;

二烯,如,例如1,4-已二烯。

该聚乙烯可包含数种前述共聚单体。

有利地,该聚乙烯,其可以是数种聚合物的混合物,包含至少50%和优选地75%(以摩尔计)的乙烯,它的密度可以为0.86至0.98 g/cm3。MFI(“熔体流动指数”,其在190℃在2.16 kg负载下测量的粘度指数)有利地为20-1000 g/10min。

作为聚乙烯的实例,可以提到:

-   低密度聚乙烯(LDPE);

-   高密度聚乙烯(HDPE);

-   线型低密度聚乙烯(LLDPE);

-   极低密度聚乙烯(VLDPE);

-   通过茂金属催化获得的聚乙烯;

-   EPR(乙丙橡胶)弹性体;

-   EPDM(乙烯-丙烯-二烯)弹性体;

-   聚乙烯与EPR或者EPDM的混合物;

-乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物,其可包含最多60%,优选地2%至40%重量的(甲基)丙烯酸酯。

接枝是本身已知的操作。

关于乙烯和X的共聚物,即其中X不被接枝的那些,它们是乙烯、X和任选的另一种单体的共聚物,该另一种单体可以选自上面对于旨在被接枝的乙烯共聚物所提到的共聚单体。

有利地使用乙烯-马来酸酐和乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-马来酸酐共聚物。这些共聚物包含0.2至10%重量的马来酸酐、0至40%,优选地5%至40%重量的(甲基)丙烯酸烷基酯。它们的MFI为5-100(190℃-2.16 kg)。它们的熔解温度为80℃至120℃。该(甲基)丙烯酸烷基酯已经在上面得到描述。

有利地,每链平均存在至少2 mol,优选地从2至5 mol的X连接于该聚烯烃主链。本领域的技术人员可容易地通过IRTF分析(傅里叶转换红外光谱)确定这些X摩尔的数目。例如,如果X是马来酸酐和聚烯烃的重均摩尔质量= 95 000 g/摩尔,已经发现这对应于包含X的聚烯烃主链整体的至少1.5%重量,优选地2.5%至4%重量的酸酐比例。这些值,与聚酰胺的质量结合,确定聚酰胺和主链在聚酰胺嵌段接枝共聚物中的比例。

关于聚酰胺,该术语“聚酰胺”理解为表示以下物质的缩合产物:

-   一种或多种氨基酸,如氨基己酸、7-氨基庚酸、11-氨基十一酸和12-氨基十二烷酸,一种或多种内酰胺,如己内酰胺、庚内酰胺和十二内酰胺;

-   一种或多种二胺的盐或者混合物,如己二胺、十二烷二胺、间二甲苯二胺、双(p-氨基环己基)甲烷和三甲基己二胺与二酸,如间苯二酸、对苯二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸和十二烷二甲酸;或

-   数种产生共聚酰胺的单体的混合物。

可以使用聚酰胺的混合物。有利地使用PA 6、PA 11、PA 12、包含单元6和单元11的共聚酰胺(PA 6/11)、包含单元6和单元12的共聚酰胺(PA 6/12)、和基于己内酰胺、己二胺和己二酸的共聚酰胺(PA 6/6-6)。

该聚合度可以在很大程度上变化,根据它的值,它是聚酰胺或者聚酰胺低聚物。在下文中,对于所述接枝体将无差别地使用这两种表述。

为了使聚酰胺具有单胺端基,使用下式的链终止剂是足够的:

其中:

R1是氢原子或者包含最高20个碳原子的线性或支化烷基,

R2是具有最高至20个碳原子的线性或支化烷基或者链烯基,饱和或者不饱和的脂环族基团,芳基或者前述基团的组合。终止剂例如可以是月桂胺、油胺、丁胺或者己胺,通常任何R2-NH2类型单胺。

有利地,具有胺封端的聚酰胺具有1000-5000 g/摩尔和优选地2000-3000 g/摩尔的摩尔质量。

用于合成根据本发明的单胺低聚物的优选氨基酸或者内酰胺单体选自己内酰胺,11-氨基十一酸和十二内酰胺。

上面定义的缩聚反应根据通常已知的方法,例如在通常为200℃-350℃的温度,在真空下或者在惰性气氛中,同时搅拌该反应混合物进行实施。低聚物的平均链长由在可缩聚单体或者内酰胺和单官能聚合反应终止剂之间的初始摩尔比进行确定。为了计算平均链长,通常对于一个低聚物链计数一个链终止剂分子。

向包含X的聚烯烃主链加入单胺化聚酰胺低聚物通过使该低聚物的胺官能团与X反应进行实施。有利地,X携带酸酐或者酸官能,由此产生酰胺或者酰亚胺键。

通常,向包含X的聚烯烃主链加入胺封端的低聚物优选地在熔融状态中进行实施。由此可以在自清洁啮合同向旋转双螺杆挤出机(extrudeuse double vis corotative engrenante auto nettoyante)中或者在任何其它适合的设备(密炼机、Buss型共混合机等等)中使低聚物和主链在通常为180℃至350℃的温度下熔融共混。熔融材料在挤出机中的平均停留时间可以是5秒至5分钟,优选地20秒至1分钟。这种加入的效率通过选择性提取游离的聚酰胺低聚物(即还没有反应以形成最终的聚酰胺嵌段接枝共聚物的那些)进行评价。

这种胺封端的聚酰胺的制备以及将它们加入到包含X的聚烯烃主链中在专利US3976720,US3963799,US5342886和FR2291225中得到描述。

本发明的聚酰胺嵌段接枝共聚物特征为与具有10至50纳米厚度的聚酰胺薄片(lamelles)的在纳米等级的结构化组织。

有利地,该聚烯烃主链的比例为50%至90%和该胺-封端的聚酰胺的比例为10%至50%。

本发明的聚酰胺嵌段接枝共聚物在至少等于80℃而且可以最高至200℃的温度具有非常好的流阻,即它们在2 MPa负载下不破裂。

本发明的聚酰胺嵌段接枝共聚物可以通过在挤出机(单螺杆挤出机,但优选地双螺杆挤出机),Buss型共混合机,密炼机和通常地热塑性聚合物的常规共混装置中,优选地在自清洁啮合同向旋转双螺杆挤出机中熔融共混进行制备。本发明的共混物还可以包含流化剂,如二氧化硅、亚乙基双酰胺、硬脂酸钙或者硬脂酸镁。它们还可以包含抗氧化剂、抗紫外线剂、矿物填料和染色颜料。

根据本发明的组合物可以根据两种不同的方法进行制备。

可以根据两步法制备它们:在第一步中,聚酰胺嵌段接枝共聚物首先通过使携带X残基的聚烯烃主链与聚酰胺反应进行制备。然后,在第二步骤中,使该先前制备的聚酰胺嵌段接枝共聚物与阻燃性添加剂进行熔融共混:聚(丙烯酸五溴苄基酯)、三氧化锑和亲有机物质的活化白土。

还可以根据一步法制备根据本发明的组合物,在该步骤期间使该携带X残基的聚烯烃主链、聚酰胺和阻燃性添加剂(即,聚(丙烯酸五溴苄基酯),三氧化锑和亲有机物质的活化白土)全部混合在一起。

关于该聚((甲基)丙烯酸五溴苄基酯),这是属于多卤化芳族聚合物种类的化合物。更特别地,该“聚((甲基)丙烯酸五溴苄基酯)”聚合物由以下式的不饱和α,β酸的多溴取代的芳族酯的聚合反应产生:

其中R和R'是氢原子或者烷基。

关于协同阻燃剂,理解为具有与该聚((甲基)丙烯酸五溴苄基酯)的协同功能,使得以指数方式(在对根据本发明的组合物进行测试前不明显的)提高另外由后者提供的阻燃性。

优选地,这种协同阻燃剂是三氧化锑,但是如果三氧化锑用本领域技术人员因为也与溴化阻燃剂协同地起作用而已知的锡、钼或者铋衍生物代替的话,它不会脱离本发明的范围。还可以设想使用另一种氧化锑(Sb2O5)或者硫化锑(SbS3)代替三氧化锑。甚至,可以设想硼和锌氧化物、钙硼酸盐、硫酸钙或者锡酸锌。

随后,对根据本发明的组合物的测试基于显示最令人满意的结果的三氧化锑进行实施,然而,用作为与聚(丙烯酸五溴苄基酯)的协同试剂的其它化合物在根据本发明的组合物的背景中还显示令人满意的结果。

关于三氧化锑更确切地,这种产品通常呈不溶解于有机溶剂中的细白色粉末形式,这是为什么这种化合物在这里以在聚乙烯(用作为用于它的载体)基质中的母料形式存在。当然,可以预期用其它方式向热塑性组合物加入三氧化锑,甚至通过引入纯的或者几乎纯的三氧化锑。

如果将"抗滴"试剂,如基于硅氧烷的产品(PDMS)或者氟化产品(如PTFE)加入到组合物中,也将不脱离本发明的范围。

关于亲有机物质的活化白土,这是呈片形式的粘土。通过在这些粘土之间嵌入膨胀剂使得这些粘土亲有机物质的,膨胀剂是有机分子或者聚合物,并且特别地根据如在文献US5578672中描述的方法获得。

优选地,使用的粘土为近晶类型(type smectite),或者为天然来源,特别地如蒙脱石、膨润土、滑石粉、锂蒙脱石、氟水辉石、贝得石、stibensites、绿脱石、stipulgites、绿坡缕石、伊利石、蛭石、埃洛石、硅镁石、沸石、漂白土和云母,或者为合成来源的,如人造沸石。

举例来说,可以提到在专利US6,117,932中描述的亲有机物质的粘土。优选地,该粘土用有机物质经由与具有6个或更多个碳原子的鎓离子的离子键进行改性。如果碳原子的数目低于6,有机鎓离子是过亲水的并因此可以降低与烯属共聚物的相容性。作为有机鎓离子的实例,可以提到己基铵离子、辛基铵离子、2-乙基己基铵离子、十二烷基-铵离子、月桂基铵离子、十八烷基铵(硬脂基铵)离子、二辛基二甲基铵离子、三辛基铵离子、二硬脂酰二甲基铵离子、硬脂酰三甲基铵离子和月桂酸铵离子。可以使用其它离子,如磷鎓和锍离子。还可以使用两性表面活性剂,脂族、芳族或者芳基脂族胺、膦和硫醚的衍生物。

建议使用具有与聚合物最大可能接触面积的粘土。接触面积越大,粘土薄片的分离作用将越大。粘土的阳离子交换容量优选地为50至200毫当量/100克(g)。如果容量低于50,鎓离子的交换是不够的并且粘土薄片的分离可能是困难的。另一方面,如果容量大于200,在粘土薄片之间的结合力是过强烈的使得薄片的分离可能是困难的。作为粘土的实例,可以提到绿土、蒙脱石、滑石粉、锂蒙脱石、贝得石、stibensite、绿脱石、蛭石、多水高岭土和云母。这些粘土可以是天然或者合成来源的。有机鎓离子的比例有利地为该粘土的离子交换能力的0.3至3当量。如果比例低于0.3,粘土薄片的分离可能是困难的。如果比例大于3,可能存在聚合物的降解。有机鎓离子的比例优选地为该粘土的离子交换容量的0.5至2当量。这些有机粘土在低的剪切速率下在聚合介质中具有高分散能力并且改变这些介质的流变特性。然而,根据本发明可以使用其它类型薄片填料,如磷酸锆或者钛。

测试配方的获得:

在下面描述的配制剂通过使用COPERION ZSK40自清洁啮合共-旋转双螺杆挤出机的复合进行制备,该挤出机具有40毫米(mm)的直径、它直径40倍的长度(即,160厘米),使用在250℃的平坦曲线进行加热,生产量为70 kg/h(千克/小时)和旋转速度为300rpm(转/分),其中聚合物作为主要原料被引入并且为粉末形式的添加剂通过侧部填充到熔融聚合物中。

通常,该术语“复合“理解为表示本领域技术人员熟知的用于获得聚合物或者聚合物的共混物的技术,和其由通过穿过具有圆孔的模具的挤出使配制剂成型(例如在离开该混合机时以棒形式存在),然后切割该冷却棒并且干燥以制备具有数毫米直径的颗粒组成。

用于形成所测试的配制剂的材料:

Apolhya?:由申请人销售,是具有Mn= 2500 g/mol(30%重量)的单胺化的PA-6低聚物的混合物和具有50%乙烯-丙烯酸乙酯(AE)-马来酸酐(MAh)三元共聚物(具有17%AE和3%MAh和70g/10min的MFI(190℃,2.16 kg))Domamid 24 (20%)的反应产品。

Lotader?:乙烯-丙烯酸乙酯(AE)-马来酸酐(MAh)三元共聚物,其由本申请人销售并且具有17%AE、3%MAh和70 g/10 min的MFI(2.16 kg,190℃)。

Domamid?24:由DOMO公司销售的PA6,具有为2.4的在96%硫酸中以1%根据标准ISO 307测量的相对粘度。

Domamid?27:由DOMO公司销售的PA6,具有为2.7的在96%硫酸中以1%根据标准ISO 307测量的相对粘度。

TC Orgalloy:根据专利EP 0342066用PA接枝体进行接枝的聚丙烯。

STAMILANP:由Sabic公司生产的聚丙烯。

FR 1025?:聚(丙烯酸五溴苄基酯),由ICL-IP销售。

PolytrioxAOPE 8020:由Produit Chimique de Lucette销售的在聚乙烯基质中包含80%三氧化锑的母料混合物。

MM纳米粘土:在Lotryl28MA07(其是包含28%重量AMe的乙烯/丙烯酸甲酯(AMe)共聚物并且具有7 g/10min的MFI(在190℃,2.16 kg,根据标准ISO 1133测量))中包含60% Nanofil SE3010(由Süd Chemie生产)的母料混合物。这种母料混合物例如使用具有13 kg/h生产能力的Buss PR46共混合机进行生产,共混合机的旋转速度为280rpm和为230℃的平坦温度分布曲线,该EMA共聚物和填料被引入到第一孔(puits)中。

ExolitAP766:基于由CLARIANT生产的多磷酸铵的具有24%磷含量和15%氮含量的产品。

SiliporiteNK10AP:由CECA生产的4A沸石类型的分子筛。

MagnifinH5:由Albemarle销售的二氢氧化镁。

本发明用以下非限制性实施例更详细地进行举例说明。

实施例1:取名为"DM1"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,61%的Apolhya?、28.5%的FR1025和6%的Polytriox AOPE 8020和4.5%的亲有机物质的活化白土。

实施例2:取名为"DM2"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,69.5%的Apolhya?、22.3%的FR1025和6%的Polytriox AOPE 8020和2.2%的亲有机物质的活化白土。

实施例3:取名为"DM4"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,63.7%的Apolhya?、27%的FR1025和7.9%的Polytriox AOPE 8020和1.4%的亲有机物质的活化白土。

实施例4:取名为"DM5"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,67.7%的Apolhya?、24%的FR1025和4.1%的Polytriox AOPE 8020和4.2%的亲有机物质的活化白土。

实施例5:取名为"DM6"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,68%的Apolhya?、25.4%的FR1025和6%的Polytriox AOPE 8020和0.6%的亲有机物质的活化白土。

实施例6:取名为"DM6"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,65.8%的Apolhya?、24%的FR1025和5.3%的Polytriox AOPE 8020和4.9%的亲有机物质的活化白土。

实施例7:取名为"DM7"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,63.70%的Apolhya?、27%的FR1025和6%的Polytriox AOPE 8020和3.30%的亲有机物质的活化白土。

实施例8:取名为"DM8"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,62.3%的Apolhya?、25.9%的FR1025和7.2%的Polytriox AOPE 8020和4.6%的亲有机物质的活化白土。

实施例9:取名为"DM9"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,67.7%的Apolhya?、25.2%的FR1025和4.8%的Polytriox AOPE 8020和2.3%的亲有机物质的活化白土。

实施例10:取名为"DM10"的组合物是进入本发明范围的配制剂。它包含,作为总组合物的重量百分比,64.7%的Apolhya?、27.1%的FR1025和6%的Polytriox AOPE 8020和2.2%的亲有机物质的活化白土。

此外,为了相对于其它热塑性阻燃组合物比较本发明的实施例,提供以下组合物实施例用于测试。

实施例11:取名为"DM11"的组合物是来自现有技术的配制剂,其包含,作为热塑性组合物的重量百分比,44.60% BondineHX8290,19.10% Domamid24,27% FR1025?,6% Polytriox AOPE 8020?和3.30%亲有机物质的活化白土。

实施例12:取名为"DM12"的组合物是包含以下物质的配制剂,作为热塑性组合物的重量百分比:78% Apolhya?、20% ExolitAP766和2% SiliporiteNK 10AP。

实施例13:取名为"DM13"的组合物是包含100% Apolhya?的配制剂。

实施例14:取名为"DM14"的组合物是来自现有技术的配制剂,其包含29% PA-6,11%聚丙烯(STAMILAN?P)、5% TC Orgalloy和55% Magnifin H5阻燃剂。

实施例15:取名为"DM15"的组合物是包含以下物质的配制剂,作为热塑性组合物的重量百分比:58.4% Apolhya?、26% FR1025和6% Polytriox AOPE 8020和9.6%亲有机物质的活化白土。

实施例16:取名为"DM16"的组合物是包含以下物质的配制剂,作为组合物的重量百分比:71% Apolhya?、21% FR1025、5% Polytriox AOPE 8020和3%的亲有机物质的活化白土。

实施例17:取名为"DM17"的组合物是包含以下物质的配制剂,作为热塑性组合物的重量百分比:74%的Apolhya?、21%的FR1025和5%的Polytriox AOPE 8020。

实施例18:取名为"DM18"的组合物是包含以下物质的配制剂,作为热塑性组合物的重量百分比:53%的Apolhya?,40%的FR1025和7%的Polytriox AOPE 8020。

实施例19:取名为"DM19"的组合物是包含以下物质的配制剂,作为组合物的重量百分比:66.8%的Apolhya?、27%的FR1025、2.9%的Polytriox AOPE 8020和3.3%亲有机物质的活化白土。

实施例20:取名为"DM20"的组合物是包含以下物质的配制剂,作为组合物的重量百分比:67%的Apolhya?,23%的FR1025和10%的Polytriox AOPE 8020。

材料的表征:

颗粒使用配备有平模的ThermoHaake Rheocord System 40实验室双螺杆挤出机进行成型;挤出机加热至210℃以产生带,从该带将切割出为了表征所述材料所需要的试样。

根据本发明的目的,热塑性组合物,为了是令人满意的,对于所定义厚度(1.6 mm)的试样必须具有UL94-V0等级,即最好阻燃性等级。这种抗火焰蔓延性的测量通过UL94测试根据标准ISO 1210进行测量,并且在在下面表中是对用于每种组合物的标准试件实施的第一种测试的主题。

然后,表征的第二行在于记录在UL94测试期间燃烧熔滴(GE)或者非燃烧熔滴(GNE)的产生或相反。应当注意的是,为了实现根据UL94火焰蔓延测试的V0等级,对于非燃烧熔滴(Gouttes-Non Enfalmmées)(GNE)可以出现,但是对于燃烧滴决(GE)不能出现。

在火焰中的流动测试在于评价在试样第一或者第二应用中经受火焰的试样在它的自重下是否流动。

然后是在特定时间期间在烘箱中(在高温下并且在大于大气压的压力下)的流动测试,在这种情况下这种从该膜切出的IFC类型试样的流动测试在200℃在2 MPa负载下进行实施15分钟并且在于测量该试样经受的伸长。如果试样在载荷的作用下坍塌,记录用于达到这种断裂的时间。这种测试被本领域的技术人员称为"热变定测试"。

该表的最后表征表示该材料的最终的机械性质,在断裂伸长和断裂应力方面,其根据标准ISO R527:93-1BA进行测量。

材料被认为是具有优良的机械性质,特别地在管道、电缆及其它的电场隔绝体的特定应用中,其必须能够进行自由地折叠和伸展而不断裂,当这种断裂伸长值大于100%时。

断裂应力测试由对组合物的标准试件实施的拉伸试验(为了确定对于哪种施加力,后者屈服或者破裂)组成。据认为,令人满意的所测试的热塑性组合物的标准试件必须至少可以经受至少7 MPa的施加力而不破裂。这种测试允许显示组合物/材料的坚固性。

断裂伸长和断裂应力测试根据标准ISO 527:93-1BA使用从上面介绍的热塑性组合物的带中切出的试样进行测量。

为了表征对热氧化性的耐受性,测定断裂伸长半衰期,其对应于在给定温度(150℃和175℃在热控制至±2℃通风烘箱中)为了使该材料的断裂伸长的初始值损失一半所需要的老化时间。此外,测试仅仅一种根据本发明的组合物(DM7)并且与两种根据现有技术的组合物(DM12和DM13)相比,理解的是使用根据本发明的配制剂得到的最好结果可以推广至所有本发明的组合物。

所有的这些测试通常通过取相同形状的标准测试样品(对于每种测试的组合物)和通过使得它们在测试台上经受每种测试,根据由国际标准提供的而且本领域的技术人员熟知的定义(形状、尺寸、测试速度、机器的校准、装置的精确度等等)进行实施。

组合物必须以最佳方式满足所有的上述测试以从它的机械性质、它的热力学性质(或者换句话说,它的高温机械性质的保持)和最后它的阻燃性质的角度来看被认为是令人满意的。如可以观察到,本申请人在它们的实验之后令人惊讶地观察到,根据本发明的组合物完全地满足所有测试,其证明它们的机械、热力学和阻燃性是优异的,或者换句话说,是非常高水平的。

对各种配制剂的试样实施的测试的结果:

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