专利名称:用于电线和电缆应用的无卤素阻燃热塑性组合物的利记博彩app
技术领域:
本发明的实施方案涉及用于电线和电缆(mo应用的组合物。在ー个方面,本发明涉及用于W&C护套(即保护罩和绝缘体)中的具有阻燃性且无卤素的热塑性组合物。
背景技术:
电线和电缆(W&C)阻燃护套市场中的主要挑战在于提供用于低压个人电子应用(包括消费电子品)中的软线布线应用(例如手机充电器线和计算机数据、电源和附件线)的阻燃组合物。尽管现有的绝缘材料可以提供机械性质和柔软性的平衡,但在高温热老化之后的伸长保持性较差且湿电阻较低。使用单ー聚合系统制备的组合物(例如聚烯烃或热塑性弾性体(TPE),例如热塑性 聚氨酷)缺乏满足该阻燃(FR)绝缘体市场的所有需求的必要规范。通常将基于热塑性聚氨酷(TPU)的无卤素的阻燃(HFFR)组合物用于个人电子品的线绝缘/电缆罩以代替含卤素的聚合材料。通常由基于TPU的阻燃(FR)聚合物组合物制成的电缆护套满足在特定W&C应用中重要的热变形测试(UL-1581)要求,并且通常用非交联的聚烯烃作为母体聚合物制成的护套无法实现该要求。然而,基于TPU的FR组合物的主要缺点是绝缘电阻(IR)不合格、差的烟雾密度、高的材料密度以及作为原料的TPU的成本高。使用聚烯烃代替TPU潜在地能够解决基于TPU的FR组合物的问题。然而,基于聚烯烃或聚烯烃弾性体的HFFR组合物与基于TPU的FR组合物相比,特别是在高温下(例如150°C)会由于熔化温度较低而造成热变形性质的显著降低。此外,使用聚烯烃组分通常会由于碳氢结构而降低总的FR性能。因此,基于聚烯烃的HFFR组合物难以提供高水平的阻燃性与机械性质的平衡。
发明内容
在本发明的实施方案中,提供了无卤素的阻燃组合物,其将容易加工制成电线和电缆(W&C)护套,该护套会通过VW-I阻燃剂测试和150°C的UL1581-2001热变形测试并同时具有低于35000psi的正割模量且具有好的抗拉和柔性性质并提供高的湿(绝缘)电阻。在一种实施方案中,该组合物包括A.基于丙烯聚合物(例如丙烯均聚物、丙烯无规共聚物(RCP)、丙烯抗冲改性聚合物(ICP)或其混合物)聚烯烃基础树脂,其作为主要相,为该配方的至少5wt%且更优选大于10wt% ;B. 一种或多种热塑性弾性体(TPE);C.基于基于氮和/或磷的发泡型无卤素阻燃剂的阻燃剂系统,其包含哌嗪组分;和D.非必要的添加剂包。在该组合物的实施方案中,组分“ A”聚烯烃基础树脂为至少5wt%且优选大于10wt% ;组分“B” TPE为约l_80wt%且优选至少IOwt% ;组分“C”阻燃剂系统为至少10wt%且优选至少20wt% ;组分“D”非必要的添加剂在存在时为O. l-20wt%,该wt%基于该配方的
总重量。本发明提供了用于电线和电缆(W&C)绝缘应用且在非PVC的无卤素和/或无卤素的阻燃剂市场中用于替换聚氯こ烯(PVC)组合物的无卤素的阻燃聚合物组合物。该组合物特别可用于软线布线应用中,例如消费电子品,例如手机充电器线等。本发明的组合物通过提供机械性质、高阻燃性和可操作性(包括良好的热稳定性和高的柔软性)的适当平衡以及高度改进的湿绝缘电阻和湿电性质、热老化性能和热变形性质而克服了现有技术的缺点。包括丙烯的聚烯烃和热塑性弾性体(TPE)的本发明的混合物,例如聚烯烃的无规和嵌段共聚物与包括哌嗪组分的发泡型氮-磷(N-P)型无卤素阻燃(FR)添加剂系统相结合,实现了出乎意料的协同效应,与W&C绝缘体所用的其它无卤素FR组合物相比,其为由本发明的FR组合物制成的电线和电缆(W&C)护套提供了以下性质的非常优良的平衡良好的机械性质(包括>150%和200% (ASTM D638)的抗张拉伸率、大于IOMPa的抗张应力和大于800psi的抗张强度)、Vff-I试验合格的优良的FR性能、容易挤出、在超过150°C的 UL1581-2001试验合格的改进的热变形性能(小于50%)、改进的湿电阻、良好的热老化性能、柔性和低烟雾密度解决方案。本发明的PP/TPE组合物与基于TPU的无卤素的阻燃剂材料相比具有优越的机械性质和柔性,且与基于TPU的无卤素阻燃剂(HFFR)组合物相比具有较低得多的密度和较高的湿绝缘电阻,并且该原料成本也显著降低。基于金属氢氧化物的TPU、TPE或聚烯烃聚合物和发泡型聚烯烃化合物不能如本文中提供的本发明的聚烯烃(例如聚丙烯)与基于弾性体或PO的无规或嵌段共聚物的共混物那样提供FR性能和机械性质与热变形和湿绝缘电阻的适当平衡。本发明的组合物合格通过W&C应用的标准,包括合格通过VW-I阻燃性试验;測定正割模量低于35000psi、在最低80°C且在特定实施方案中在121°C和150°C的温度下热变形率〈50%。本发明的无卤素FR热塑性组合物还满足北美、欧洲和日本的规范,包括但不局限于UL-62、HD21. 14和JCS 4509标准和规范。有利地,本发明的组合物不需要且在实施方案中不包括在PP和热塑性弾性体组分之间的增容剂(例如官能聚合物),其为需要不同的官能聚合物作为增容剂以完成该混合物的其它组合物和エ艺提供了成本有效的解决方案。本发明的组合物还不使用任何交联步骤(即不进行后固化也不进行动态交联),因此与使用交联机制的其它技术相比提供简化的エ艺和改进的材料加工性。通过用热塑性弾性体(例如无规或嵌段聚烯烃共聚物)替换其它已知配方的该单ー聚合组分(PP和/或其它TPE)的一部分,该共混物与该发泡型氮-磷型FR添加剂系统结合提供了机械性质(例如拉伸率>150%,抗张强度>800psi)、改进的热变形温度、良好的燃烧性能和改进的湿电性能的优良平衡。此外,通过用低成本聚烯烃与TPE共混,该塑料的成本显著降低,可使TPE和聚烯烃具有用于无卤素FR塑料最终应用的新配方范围。本发明的组合物还通过提供优越的机械性质和热变形性能且同时不降低总FR性能而提供了基于聚烯烃的HFFR产品的解决方案。优选实施方案详述定义对元素周期表的所有引用參见CRC Press, Inc.,2003公布且版权所有的元素周期表。而且,对族的任何引用应当參见使用该IUPAC系统对族编号的该元素周期表中显示的族。除了有相反的指示、上下文中暗示或现有技术中公知的之外,所有份数和百分比(%)都是基于重量的,且所有试验方法是本申请的申请日时的通用方法。为了美国专利实践,将任何參考的专利、专利申请或公开文件的内容通过參考整体引入(或同样将其等效美国版本通过參考引入),特别是关于合成技术、产品和エ艺设计、聚合物、催化剂、定义(引入程度为不与本申请中特别提供的任何定义相不一致)和现有技术中的常识。本申请中的数值范围是近似的,且因此可以包括在该范围之外的数值,除非有相反指示。数值范围包括上限值和下限值中的以ー个単位为增量的所有数值,且包括该上限和下限值,只要在任意下限值和任意上限值之间存在至少两个単位的间距即可。作为实例,如果ー种组成、物理或其它性质(例如分子量、重量百分比等)为100-1,000,那么其含义即明确列举了所有单ー数值(例如100,101,102等)和子范围(例如100-144、155-170、197-200等)。对于包含小于求的数值或包含大于I的分数值(例如I. 1、1. 5等)的范围,在适当情况下,一个单位被认为是O. 0001、0. 001、0. 01或O. I。对于包含小于10的单位数值的范围(例如1-5),一个单位通常被认为是O. I。这些仅是特别含义的实例,在所列出下限值和上限值之间的数值范围的所有可能组合都被认为明确公开在本发明中。在本发明中提供的数值范围尤其用于在本发明的组合物中的各种组分的含量、本发明的组合物的FR组分中各组分的含量以及用于限定这些组合物和由其制备的W&C护套的各种特征和性质。 “电缆”等术语表示在护套(例如绝缘覆盖层或保护外罩)内的至少ー根电线或光纤。通常,电缆是通常在常见绝缘覆盖层和/或保护罩中的捆束在一起的两个或多个电线或光纤。在该护套中的単一电线或纤维可以是裸露的、被覆盖或绝缘的。组合电缆可以包含电线和光纤。该电缆等能够设计用以低压、中压和高压应用。典型的电缆设计描述于USP5,246,783,6, 496,629 和 6,714,707 中。“组合物”、“配方”等术语表示两种或多种组分的混合物或共混物。“弾性体”是橡胶状聚合物,其能够拉伸到其原始长度的至少两倍,并在将施加拉伸的力释放时非常快速地收缩到近似其原始长度。在室温下在非交联状态使用ASTMD638-72的方法測定,弾性体具有约10,OOOpsi (68. 95MPa)或更低的弹性模量和通常大于200%的拉伸率。“无卤素”等术语表示本发明的组合物不含或基本不含卤素元素,通过离子色谱(IC)或类似的分析方法測定其包含<2000mg/kg卤素。少于该含量的卤素含量被认为与该组合物作为电线或电缆覆盖物的功效无关紧要。“互聚物”表示通过将至少两种不同单体聚合制备的聚合物。该通称包括通常用于表示由两种不同单体制备的聚合物的共聚物和由多于两种不同单体制备的聚合物(例如三元聚合物、四元聚合物等)。“发泡型阻燃剂”等术语表示在暴露于火的过程中在聚合物材料表面上形成发泡焦的阻燃剂。“基于烯烃的聚合物”等术语表示在聚合形式中基于该聚合物的总重量具有主要重量百分比(wt%)的烯烃(例如こ烯或丙烯)。基于烯烃的聚合物的非限制实例包括こ烯基聚合物和丙烯基聚合物。术语“聚合物”(和类似术语)是通过将相同或不同类型的単体反应(即聚合)制备的高分子化合物、“聚合物”包括均聚物和互聚物。“聚合物共混物”等术语表示两种或多种聚合物的共混物。该共混物可以是相容的或不相容的。该共混物可以是相分离或相不分离的。经透射电子显微镜、光散射、X射线散射和本领域中已知的任意其它方法測定,该共混物可以包含或不包含一个或多个域构型。“聚烯烃”、“PO”等术语表示源自简单烯烃的聚合物。很多聚烯烃是热塑性的,且为了本发明的目的,其能够包括橡胶相。代表性的聚烯烃包括聚こ烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异戊ニ烯及其各种互聚物。“电阻”定义为ー种材料基于该材料的形状(面积和长度)和电阻系数对电流的流动的对抗性。电阻表示在表面上或从表面到内部(ground)的电连续性程度,也可以表示一个物体耗散单电荷的能力。术语“表面电阻”定义为直流电压与在接触ー种材料相同侧的特定构型的两个电极之间的电流之比。电阻和表面电阻单位为欧姆。“表面电阻率”定义为对于在表面上流动的电流,单位长度的直流电压降与单位宽度的表面电流之比。当该材料是恒定厚度的薄膜时,表面电阻率是材料的參数。事实上,表面电阻率是正方体的两个相对侧的电阻,与该正方体的尺寸(在该尺寸大于膜厚度吋)或其尺寸単位无关。表面电阻率的単位是欧姆/平方(Ω/sq),通常用于评价用于电应用的绝缘 材料。断裂抗张伸长率是依照ASTM D638测定的。断裂抗张强度是依照ASTM D638测定的。“体积电阻”定义为直流电压对流过接触测试物体材料的相对两侧的两个电极(特定构型的)的电流之比。体积电阻的单位是欧姆。“体积电阻率”定义为単位厚度的直流电压降与流过该材料的単位面积上的电流之比。体积电阻率表示该材料通过该材料体积传导电流的容易程度。体积电阻率的单位是欧姆-厘米(Ω -cm)。“VW-1 ”是电线和软套管的Underwriters’Laboratory (UL)火焰等级,且表示“Vertical Wire,Class 1”,在UL 1441规范下电线或软套管能够给出的最高火焰等级。该试验是通过将该电线或软套管放置在竖直位置而进行的。在其下面施加一定时间的火焰然后移除,记录该软套管的特征。该VW-I火焰试验能够依照UL-1581的方法1080測定。“电线”等术语表示单股导电金属(例如铜或铝)或单股光纤。在本发明的实施方案中,该组合物包括双树脂系统组分(A)聚烯烃基础树脂,包括但不局限于聚丙烯基聚合物作为主要相;和组分(B)热塑性弾性体(TPE);并混合有组分(C)阻燃剂(FR)系统和非必要的组分(D)非必要的添加剤。该FR系统包括基于氮/磷的发泡型无卤素阻燃剂,其包括哌嗪组分(例如FP2100J和Budit 3167)。该非必要的添加剂包能够包括用于由其制备阻燃电线和电缆护套的组合物常用的ー种或多种添加剤,例如抗氧化剂、UV稳定剂、着色剂、加工助剂等。聚烯烃(PO)基础树脂/母体该聚烯烃(PO)基础树脂(母体)组分(A)包括丙烯聚合物(也称作聚丙烯)作为主要相。该聚烯烃基础树脂组分为该组合物的至少5、至少10、优选至少20wt%,通常在5-80、10-80、10-40、优选20_40wt%范围内。“丙烯聚合物”、“聚丙烯”等术语表示包括主要重量百分比的聚合的丙烯单体(基于聚合単体的总量)的聚合物,非必要地可以包括至少ー种聚合的共聚单体。本发明的丙烯聚合物包括丙烯均聚物以及丙烯的无规和抗冲改性共聚物及其混合物。该丙烯聚合物能够是全同立构的、间同立构的或无规立构的聚丙烯。“丙烯均聚物”等术语表示仅由丙烯单体或超过65wt%基本上所有単元均源自丙烯单体的聚合物。“丙烯共聚物”等术语表示源自丙烯和こ烯和/或一种或多种不饱和共聚单体的単元的聚合物。术语“共聚物”包括三元聚合物、四元聚合物等。对于丙烯共聚物,该共聚単体含量优选小于35、优选2-30、优选5-20wt%。该丙烯聚合物的熔体流速(MFR,经ASTM D1238在230°C /2. 16kg条件下測定)优选小于20g/10min。优选至少lg/10min、l. 5g/10min、更优选至少I. 9g/10min,通常不超过2g/10min、5g/10min、7g/10min、更优选不超过12g/10min,以实现良好的加工性和机械性质平衡。经DSC測定,该丙烯聚合物优选具有100-170°C、优选高于140°C的最高熔点(Tmax)。丙烯均聚物在市场上可获得,尤其包括DOW聚丙烯均聚物树脂DOW 5D49(MFR=38g/10min)、DOW 5D98(MFR=3. 4g/10min)、D0W 5E16S (MFR=35g/10min)和 DOW 5E89 (MFR=4. 0g/10min),所有这些都可获自The Dow Chemical Company。丙烯均聚物是容易获得的价格低廉的材料。然而,为了丙烯和こ烯聚合物的兼容性以及所得到制品的物理和机械性质的改进(例如在膜中撕裂性能高、落镖冲击性或抗穿刺性的改进),优选无规和抗冲聚合物。与丙烯均聚物相比,无规丙烯共聚物具有改进的光学性质(即透明度和雾度)、改进的抗冲击性、提高的柔性和降低的熔点。无规丙烯共聚物用于很多应用中,通常需要改进的透明度和/或抗冲击性(与丙烯均聚物相比)的那些。 “无规共聚物”表示其中単体无规则分布在该聚合物链上的共聚物。无规丙烯共聚物通常包括90或更多摩尔%的源自丙烯的单元,其余的单元是源自至少ー种α -烯烃的単元。该共聚単体在该共聚物中的存在改变了丙烯的结晶度,因此改变了其物理性质。该无规丙烯共聚物的α-烯烃组分优选是こ烯(为了本发明的目的被认为是α-烯烃)或C4,直链、支链或环状的α-烯烃。C4_2(lci-烯烃的实例包括I-丁烯、4-甲基-1-戊烯、I-己烯、I-辛烯、I-癸烯、I-十二碳烯、I-十四碳烯、I-十六碳烯和I-十八碳烯。该α -烯烃还能够包含环状结构(例如环己烷或环戊烷),得到例如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己烷)和こ烯基环己烷的α-烯烃。尽管在该术语的传统含义中不是α-烯烃,然而为了本发明的目的,某些环烯烃(例如降冰片烯以及相关的烯烃,特别是5-亚こ基-2-降冰片烯)也是α_烯烃,且能够用于代替上述α-烯烃中的ー些或全部。类似地,为了本发明的目的,苯こ烯及其相关烯烃(例如α-甲基苯こ烯等)也是α-烯烃。示例性的无规聚丙烯共聚物包括但不局限于丙烯/こ烯、丙烯Λ- 丁烯、丙烯Λ-己烯、丙烯Λ-辛烯等。无规共聚物聚丙烯在市场上可获得,尤其包括DOW无规共聚物聚丙烯树脂DS6D82 (MFR=7. 0g/10min)、6D83K (MFR=L 9g/10min)、C715-12NHP (MFR=12g/10min),所有都可获自 The Dow ChemicalCompany。术语“抗冲共聚物”表示多相丙烯共聚物,其中该聚丙烯是连续相(母体)且弹性体相均匀分布在其中。抗冲共聚物是均聚物和弾性体的物理混合物,且能够通过机械混合或通过使用多级反应器制成。通常该抗冲共聚物是在双阶段或多阶段エ艺中形成的。在一些实施方案中,该抗冲共聚物具有至少5wt%、至少6wt%、优选至少7wt% ;直至35wt%、直至15wt%、优选直至9wt%的こ烯共聚单体。示例性的抗冲改性丙烯共聚物包括在市场上可以商品名称 C766-03 (MFR=3g/10min)、C7057-07 (MFR=7g/10min)、C7061-01N(MFR=L 5g/10min)、C706-21NA HP (MFR=21g/10min)获自 The Dow Chemical Company 的那些。热塑件弹件体(TPE)组分“B”热塑件弹件体(TPE)是具有以下的聚烯烃(PO): (I)具有能够被拉伸超出其原始长度并且能够在释放时收缩到基本上为其原始长度的弾性体的性质;和(2)能够与在加热时能够软化且在冷却到温室时能够基本上返回其原始状态的热塑性塑料相类似地处理。TPE包含至少两种片段ー种是热塑性的,另ー种是弾性体的。该组合物能够配制具有ー种或多种TPE树脂,以提高该组合物的总体性质平衡,其能够作为存在于聚烯烃(PO)基础树脂(母体)中,或者作为共连续相散布在PO相中,或者TPE作为与PP和分散在其中的一种或多种其它TPE的共连续相。该TPE能够占该组合物的5-80wt%,优选 10-50wt%、10-40wt%,优选 20_40wt%。优选的 TPE 具有 50_130°C 的熔化温度(DSC Tm峰值)。依照本发明的适合的TPE的非限制实例包括苯こ烯嵌段共聚物(例如SEBS)、基于丙烯的弾性体/塑性体(例如VERSIFY 丙烯-こ烯共聚物)和烯烃嵌段共聚物(OBC)(例如 INFUSE 9507 或 91000BC)。通常,适用于本发明的苯こ烯嵌段共聚物包括被饱和共轭ニ烯烃嵌段(优选饱和聚丁ニ烯嵌段)分隔的至少两个单烯基芳烃嵌段(优选两个聚苯こ烯嵌段)。优选的苯こ烯嵌段共聚物具有直链结构,但是在一些实施方案中,支链的或放射状的聚合物或官能化嵌 段共聚物形成有用的化合物。如果该共聚物具有直链结构,该苯こ烯嵌段共聚物的总数均分子量优选为30,000-250,000。该嵌段共聚物通常具有6_65wt %,更通常10_40 丨%的该共聚物。适用于本发明的苯こ烯嵌段共聚物的实例描述于EP0712892、W02004/041538、USP 6,582,829,4,789,699,5, 093,422 和 5,332,613 和 US 2004/0087235、2004/0122408、2004/0122409和2006/0211819中。适合的苯こ烯嵌段共聚物的非限制实例包括苯こ烯/丁ニ烯(SB)共聚物、苯こ烯/こ烯/ 丁ニ烯/苯こ烯(SEBS)三元共聚物、苯こ烯/ 丁ニ烯/苯こ烯(SBS)三元共聚物、氢化的SBS或SEBS、苯こ烯/异戊ニ烯(SI)和苯こ烯/こ烯/丙烯/苯こ烯(SEPS)三元共聚物。苯こ烯嵌段共聚物的商业来源包括Kraton Polymers(SEBS G1643M、G1651ES)、Asahi Kasei Chemicals Corporation 和 Kuraray America。术语“聚丙烯基塑性体”(PBP)或“丙烯基弾性体”(PBE)包括具有〈100J/g的熔化热和MWD〈3. 5的反应器等级的丙烯/ α -烯烃共聚物。该PBP具有〈100J/g的熔化热,而PBE通常具有<40J/g的熔化热。PBP通常具有在3-15wt%范围内的こ烯,而弾性体PBE具有10-15wt%的こ烯。在选定的实施方案中,该TPE聚合物是由こ烯/ α -烯烃共聚物或丙烯/ α -共聚物形成的。在一种实施方案中,该TPE聚合物包括ー种或多种非极性聚烯烃。在ー种特定的实施方案中,该TPE聚合物是丙烯/ α -烯烃共聚物,其特征为具有基本上全同立构的丙烯序列。“基本上全同立构的丙烯序列”表示具有由13C NMR測定全同立构三单元组(mm)>0. 85,>0. 90,>0. 92且在其它可替代方式中>0. 93的序列。全同立构三单元组是现有技术中已知的,描述于例如USP 5,504,172和WO 2000/01745中,其表示由13C NMR谱测定的该共聚物分子链中三单元组的全同立构序列。依照ASTM D-1238 (230°C /2. 16Kg)測定,该丙烯/ α -烯烃共聚物可以具有在
0.l-25g/10min范围内的熔体流速。0. l_25g/10min中的所有单独数值和子范围均包括和公开在本文中,例如该MFR能够从0. 1,0. 2或0. 5的下限到25、15、10、8或5g/10min的上限。例如,该丙烯/a -烯烃共聚物可以具有在0. 1-10或在可替代方式中0. 2-10g/10min范围内的MFR。该丙烯/a-烯烃共聚物具有在至少l_30wt%范围内的结晶度(熔化热为至少2-少于50焦耳/克(J/g)),其中所有单独数值和子范围都包括和公开在本文中。例如,该结晶度能够从1、2· 5或3wt% (分别至少2、4或5J/g)的下限到30、24、15或7wt% (分别小于50、40、24. 8或llj/g)的上限。例如,该丙 烯/ α -烯烃共聚物可以具有在至少1_24、15、7或5wt% (分别至少2至小于40、24. 8、11或8. 3J/g)的范围内的结晶度。结晶度是通过如上所述的DSC方法測定的。该丙烯/ α -烯烃共聚物包括源自丙烯的単元和源自ー种或多种α -烯烃共聚单体的聚合单元。示例性共聚单体是C2和C4_a(l α -烯烃,例如C2、C4、C6和C8 α -稀经。该丙烯/ α -烯烃共聚物包括l_40wt%的ー种或多种α -烯烃共聚单体。l_40wt%中的所有単独数值和子范围包括和公开在本文中,例如该共聚単体含量能够从1、3、4、5、7或9wt%的下限到40、35、30、27、20、15、12或9wt%的上限。例如,该丙烯/ α -烯烃共聚物包括l-35wt%或在可替代方式中1-30、3-27、3-20或3_15wt%的ー种或多种α -烯烃共聚单体。该丙烯/ α -烯烃共聚物具有3. 5或更小的分子量分布(MWD),其定义为重均分子量除以数均分子量(Mw/Mn);在可替代方式中为3. O或更小,或在另一可替代方式中为
I.8_3· O ο该丙烯/a-烯烃共聚物进一步详细描述于USP 6,960,635和6,525,157中,其通过參考引入本文中。该丙烯/a-烯烃共聚物在市场上可以商标VERSIFY获自The DowChemical Company 或以商标 VISTAMAXX 获自 ExxonMobil Chemical Company。在一种实施方案中,该丙烯/ a-烯烃共聚物进ー步特征为包括(A) 60-小于100,80-99和更优选地85-99wt%的源自丙烯的单元;和(B)大于0_40,优选1_20、4_16,甚至更优选4_15wt %的源自こ烯和/或C4-10 a -烯烃中至少ー种的単元;且包含至少O. 001、至少O. 005、更优选至少O. 01长链支链/1000总碳数的平均数,其中该术语长链支链表示比短链支链至少长ー个碳的链长,其中短链支链表示比该共聚单体中的碳数少于两个碳的链长。例如,丙烯/I-辛烯互聚物具有的主链具有长度为至少七个碳的长链支链,但这些主链还具有长度仅为六个碳的短链支链。在该丙烯互聚物中长链支链的最大数量并不限于本发明的该实施方案中的定义,而是通常其不超过3个长链支链/1000总碳数。该丙烯/ a -烯烃共聚物进ー步描述于美国临时申请60/988,999和PCT/US08/082599中,其通过參考引入本文中。“烯烃嵌段共聚物”、“烯烃嵌段互聚物”、“多嵌段互聚物”等术语表示包括两个或多个优选以线性方式连接的化学上不同的区域或片段(称作“嵌段”)的聚合物,即包括对于聚合的烯烃(优选こ烯)官能团首尾相连而不是以侧基或接枝方式连接的化学上不同的单元的聚合物。在优选实施方案中,该嵌段在以下方面不同所包含的共聚单体的含量或类型、密度、结晶度、可归因于该组成的聚合物的微晶尺寸、立构规整度的类型或程度(全同立构或间同立构)、区域规整度或区域不规整度、支化值(包括长链支化或超支化)、均一性或任意其它化学或物理性质。与现有技术的包括由连续单体添加、易变催化剂或阴离子聚合技术制备的互聚物的嵌段互聚物相比,本发明中所用的多嵌段互聚物特征在于聚合物多分散性(PDI或Mw/Mn或NWD)、嵌段长度分布和/或嵌段数量分布的独特分布,在优选实施方案中,其是由于其制备中所用的穿梭剂与多种催化剂相结合的作用造成的。更特别地,在连续エ艺中制备时,该聚合物适宜地具有I. 7-3. 5,优选I. 8-3、I. 8-2. 5、最优选I. 8-2. 2的PDI。在间歇或半间歇エ艺中制备时,该聚合物适宜地具有I. 0-3. 5、优选I. 3-3、I. 4-2. 5、最优选1.4-2的PD I。术语“こ烯多嵌段互聚物”表示包括一些和ー种或多种可互聚的共聚单体的多嵌段互聚物,其中こ烯占在该聚合物中的至少ー种嵌段或片段的多个聚合单体单元,优选占该嵌段的至少90摩尔%、至少95摩尔%且更优选至少98摩尔%。基于总聚合物重量,在本发明的实践中所用的该こ烯多嵌段互聚物优选具有25-97%、40-96%、55_95%、最优选65-85%的こ烯含量。由于将由两种或多种单体形成的可分别不同的片段或嵌段结合成单ー的聚合物链,因此该聚合物不能使用标准的选择性萃取技术完全分开。例如,包括结晶度较高的区域(高密度片段)和无定形度较高的区域(较低密度的片段)的聚合物不能使用不同溶剂选择性萃取或分开。在优选实施方案中,可使用ニ烷基醚或烷烃溶剂萃取的聚合物的含量小于总聚合物重量的10%、小于7%、小于5%,最优选小于2%。此外,在本发明的实践中所用的该多嵌段互聚物具有复合小于Schutz-Flory分 布而非Poisson分布的PDI。使用WO 2005/090427和USSN11/376, 835中描述的聚合方法得到具有多分散嵌段分布以及嵌段尺寸多分散分布的产物。这导致形成了具有改进和可区别的物理特征的聚合物产物。之前在Potemkin, Physical Review E (1998) 57 (6),pp. 6902-6912 和 Dobrynin,!^ Chem. Phvs. (1997) 107 (21), pp 9234-9238 中已经模拟讨论了多分布嵌段分布的理论优点。在另ー实施方案中,该多嵌段互聚物,特别是在连续的溶液聚合反应器中制备的那些,具有最大概率的嵌段长度分布。在本发明的实施方案中,该こ烯多嵌段互聚物定义为具有(A)MW/Mn为约I. 7-约3. 5的,至少ー个熔点Tm (°C)和密度d (克/立方厘米),其中该Tm和d的数值符合以下关系式Tm>-2002. 9+4538. 5(d)-2422. 2(d)2 ;或者(B)MW/Mn为约I. 7-约3. 5,且特征在于熔化热Λ H (J/g)和定义为最高DSC峰值和最高CRYSTAF峰值之间的温度差的增量AT (以。C计),其中该AT和ΛΗ的数值具有以下关系如果Δ H大于O且不超过130J/g, Δ T>-0. 1299 ( Δ H) +62. 81 ;如果Δ H大于130J/g,Λ T > 48°C,其中该CRYSTAF峰值是使用至少5%的累积聚合物测定的,如果少于5%的聚合物具有可确认的CRYSTAF峰值,那么该CRYSTAF温度为30°C ;或者(C)用该こ烯/ α -烯烃互聚物的压铸膜以300%应变測定I个循环得到的測定回弹率Re (%),且具有密度d (g/cc),其中当こ烯/a-烯烃互聚物基本上不含交联相时,该Re和d的树脂满足以下关系式Re>1481 - 1629(d);或者(D)在使用TREF分级时在40°C _130°C之间洗脱的分子量级分,特征在于该级分具有比在相同温度洗脱的相应无规こ烯互聚物级分高至少5%的共聚单体摩尔含量,其中该相应无规こ烯互聚物具有与该こ烯/ a -烯烃互聚物相同的共聚单体,且具有在其10%内的熔融指数、密度和共聚单体摩尔含量(基于聚合物总量);或者(E)在25 °C的储能模量G’ (25 0C )和在100 °C的储能模量G’ (100 °C ),其中G’ (250C )与G’ (IOO0C )之比在约I:ト约9:1范围内。该こ烯/a-烯烃多嵌段互聚物也可以具有(F)在使用TREF分级时在40°C _130°C之间洗脱的分子级分,特征在于该级分具有至少O. 5且不超过约I的嵌段指数和大于约I. 3的分子量分布Mw/Mn ;或者(G)平均嵌段指数大于O且不超过约I. O,分子量分布MンMn大于约I. 3。适用于制备本发明中所用的こ烯多嵌段互聚物的単体包括こ烯和ー种或多种除こ烯之外的其它可聚合单体。适合的共聚单体的实例包括3-30个(优选3-20个)碳原子的直链或支链α-烯烃,例如丙烯、I-丁烯、I-戊烯、3-甲基-1-丁烯、I-己烯、
4-甲基-I-戍烯、3-甲基-I-戍烯、I-辛烯、I-癸烯、I-十二碳烯、I-十四碳烯、I-十六碳烯、I-十八碳烯和I- 二十碳烯;3-30个(优选3-20个)碳原子的环烯烃,例如环戊烯、环庚烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、四环十二碳烯和2-甲基-1,4,5,8- ニ亚甲基-1,2,3,4, 4a, 5,8,8a_八氢萘;ニ烯烃和多烯烃,例如丁 ニ烯、异戊ニ烯、4-甲基-1,3-戊ニ烯、1,3-戊ニ烯、1,4-戊ニ烯、1,5-己ニ烯、1,4-己ニ烯、1,3-己ニ烯、1,3-辛ニ稀、1,4-羊ニ稀、1,5-羊ニ稀、1,6-羊ニ稀、1,7-羊ニ稀、亚こ基降冰片稀、こ稀基降冰片烯、ニ环戊ニ烯、7-甲基-1,6-辛ニ烯、4-亚こ基-8-甲基-1,7-壬ニ烯和5,9- ニ甲基-1,4, 8-癸ニ烯;以及3-苯基丙烯、4-苯基丙烯、1,2- ニ氟こ烯、四氟こ烯和3,3, 3- ニ 氟_1_丙烯。能够用于本发明中的其它こ烯多嵌段互聚物是こ烯、C3_2(l α -烯烃(尤其是丙烯)和非必要的一种或多种ニ烯烃单体的弾性体互聚物。优选用于本实施方案中的α-烯烃由下式所示CH2=CHR*,其中R*是1-12个碳原子的直链或支链烷基。适合的α-烯烃的实例包括但不局限干丙烯、异丁烯、I-丁烯、I-戊烯、I-己烯、4-甲基-1-戊烯和I-辛烯。一种特别优选的α -烯烃是丙烯。该基于丙烯的聚合物通常在现有技术中称作EP或EPDM聚合物。适用于制备该聚合物(尤其是多嵌段EPDM型聚合物)的ニ烯烃包括包含4-20个碳原子的共轭或非共轭的直链或支链、环状或多环ニ烯烃。优选的ニ烯烃包括1,4-戊ニ烯、1,4-己ニ烯、5-亚こ基-2-降冰片烯、ニ环戊ニ烯、环己ニ烯和5-亚丁基-2-降冰片烯。ー种特别优选的ニ烯烃是5-亚こ基-2-降冰片烯。
因为该包含ニ烯烃的聚合物包含了包含或多或少量的ニ烯烃(包括O)和α-烯烃(包括O)的交替片段或嵌段,因此可以在随后不损失聚合物性质的情况下降低ニ烯烃和α-烯烃的总量。即,因为优选将该ニ烯烃和α-烯烃单体加入该聚合物的一种嵌段中而不是均匀或无规则地加入到整个聚合物中,因此对其的使用更有效,且因此该聚合物的交联密度能够得到更好的控制。这种可交联的弾性体和固化产物具有有利性质,包括更高的抗张强度和更好的回弾性。可用于本发明的实践中的该こ烯多嵌段互聚物具有小于O. 90、优选小于O. 89、小于O. 885、小于O. 88、甚至更优选小于O. 875g/cc的密度。该こ烯多嵌段互聚物通常具有大于O. 85、更优选大于O. 86g/cc的密度。密度是经ASTMD-792的程序测定的。低密度こ烯多嵌段互聚物通常被表征为无定形的、柔性的且具有好的光学性质(例如高的可见光和UV光透射率和低的雾度)。经ASTM D1238(190°C/2. 16kg)测定,可用于本发明中的该こ烯多嵌段互聚物通常具有l-10g/10min的MFR。经ASTM D-882-02的程序測定,可用于本发明的实践中的该こ烯多嵌段互聚物具有〈150、优选〈140、〈 120、甚至更优选〈IOOmPa的2%正割模量。该こ烯多嵌段互聚物通常具有大于O的2%正割模量,但该模量越低,该互聚物更适用于本发明。该正割模量是从应力-应变图的原点开始并在有关点处与该曲线相交的线的斜率,且其用于描述材料在该图的非弾性区域中的硬度。低模量的こ烯多嵌段互聚物特别适用于本发明中,因为其提供了在应カ下的稳定性,例如在应カ或收缩下更不容易断裂。可用于本发明中的こ烯多嵌段互聚物具有低于约125°C的熔点。该熔点是由WO 2005/090427 (US2006/0199930)中描述的差示扫描量热(DSC)方法测得的。具有低熔点的こ烯多嵌段互聚物通常具有适合的柔性和热塑性质,其可用于制备本发明的电线和电缆护套。用于本发明的实践中的こ烯多嵌段互聚物及其制备和用途更充分地描述于USP 7,579,408,7, 355,089、7,524,911,7, 514,517,7, 582,716 和 7,504,347 中。可用于本发明的实践中的烯烃嵌段共聚物包括可获自The Dow ChemicalCompany 的 INFUSE ⑩ OBC,例如 INFUSE OBC D9100 (1MI, O. 877, 74A Shore)、D9500(5MI, O. 877, 74A Shore)、D9507 或D9530 (5MI, O. 887, 85A Shore)。其它TPE聚合物其它TPE聚合物尤其包括但不局限干热塑性聚氨酯(TPU)、こ烯/こ酸こ烯酯(EVA)共聚物(例如Elvax 40L-03 (40%VA, 3MI) (DuPont))、乙烯/丙烯酸こ酷(EEA)共聚物(例如AMPLIFY)和こ烯丙烯酸(EAA)共聚物(例如PRIMAC0R) (The DowChemical Company)、聚氯こ烯(PVC)、环氧树脂、苯こ烯丙烯腈(SAN)橡胶和Noryl⑩改性PPE树脂(聚苯醚(PPO)和聚苯こ烯(PS)的无定形混合物,SABIO0还可以使用烯烃弹性 Dow Chemical Company)、均勻支化的、直链的こ烯/ α -烯烃共聚物(例如TAFMER( ,MitsuiPetrochemicals Company Limited ;和 EXACT (g), DEXPlastomers)、均勻支化的、基本上线性的こ烯/ α -烯烃聚合物(例如AFFINITY こ烯-辛烯塑性体(例如EG8200 (PE))和ENGAGE⑩聚烯烃弹性体,The Dow Chemical Company)。基本上线性的こ烯共聚物更充分地描述于USP 5,272,236、5,278,272和5,986,028中。其它可用于本发明中的烯烃互聚物包括非均相支化こ烯基互聚物,包括但不局限干线性中密度聚こ烯(LMPDE)、线性低密度聚こ烯(LLDPE)和超低密度聚こ烯(ULDPE)。商品聚合物包括D0WLEX 聚合物、ATTANE 聚合物、FLEX0MER 、HPDE 3364 和 HPDE 8007 聚合物(The Dow Chemical Company),ESC0RENE 和EXCEED 聚合物(Exxon Mobil Chemical)。适合的TPU的非限制实例包括PELLETHANE 弹性体(Lubrizol Corp.(例如 TPU 2103-90A)) ;ESTANE 、TEC0FLEX 、CARB0THANE 、TEC0PHILIC 、TEC0PLAST 和 TEC0THANE (Noveon) ;ELAST0LLAN 等(BASF);和可获自Bayer、Huntsman、the Lubrizol Corporation 和 Merquinsa 的商品 TPU。可用于本发明中的该こ烯互聚物包括基于该互聚物的总重量具有通常为至少5、更通常至少15、甚至更通常至少约20wt%的α-含量的こ烯/a-烯烃互聚物。基于该互聚物的重量,这些互聚物通常具有〈90、更通常〈75、甚至更通常<50wt%的a-烯烃。该a-烯经含量是使用Randall (Rev. Macromol. Chem. Phys. , C29 (2&3))中描述的程序由13C核磁共振(NMR)谱测得的。该α-烯烃优选是C3-20直链、支链或环状α -烯烃,例如丙烯、I-丁烯、4-甲基-I-戍烯、I-己烯、I-辛烯、I-癸烯、I-十二碳烯、I-十四碳烯、I-十六碳烯和I-十八碳烯。该α-烯烃还能够包含环状结构(例如环己烷或环戊烷),得到例如3-环己基-1-丙烷(烯丙基环己烷)和こ烯基环己烷的α-烯烃。尽管在该术语的传统含义中不是α-烯烃,然而为了本发明的目的,某些环烯烃(例如降冰片烯以及相关的烯烃,特别是
5-亚こ基-2-降冰片烯)也是α-烯烃,且能够用于代替上述α-烯烃中的ー些或全部。类似地,为了本发明的目的,苯こ烯及其相关烯烃(例如α-甲基苯こ烯等)也是α-烯烃。示例性的聚烯烃共聚物包括こ烯/丙烯、こ烯/ 丁烯、丙烯Λ-己烯、丙烯/I-辛烯、こ烯/苯こ烯等。示例性的三元聚合物包括こ烯/丙烯/I-辛烯、こ烯/丙烯/ 丁烯、こ烯/ 丁烯/I-辛烯、こ烯/丙烯/ ニ烯烃单体(EPDM)和こ烯/ 丁烯/苯こ烯。该共聚物能够是无规的或嵌段的。阻燃剂(FR)系统在本发明的实践中使用的组分“C”阻燃剂(FR)系统包括ー种或多种基于有机磷的和/或基于氮的发泡型FR,包括哌嗪组分。在本发明的组合物中,基于该组合物的重量,该基于氮/磷的FR的优选用量为至少Iwt%、IOwt%、15wt%、最优选至少20wt%。该基于有机氮/磷的FR的典型最大含量不超过该组合物的70wt %>60wt %>50wt %、更优选不超过其45wt%。基于该FR系统的总重量,该FR系统能够包括l_99wt%基于哌嗪的FR和l_99wt%其它阻燃剂。该基于哌嗪的FR的优选含量为至少5wt%、10wt%、20wt%、30wt%、40wt%、和至少50wt%。在特定实施方案中,该FR系统能够包括55-65wt%基于哌嗪的FR和35-45wt%其它阻燃剂(例如磷酸的非金属盐)。基于有机氮和/或磷的发泡型FR包括但不局限于有机膦酸、膦酸酯(盐)、次膦酸酯(盐)、亚膦酸酯(盐)、亚次膦酸酯(盐)、氧化膦、磷化氢、亚磷酸酯(盐)或磷酸酷(盐)、氯化磷腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺和三聚氰胺以及三聚氰胺 衍生物,包括多磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺和氰尿酸三聚氰胺,以及这些材料中两种或多种的混合物。实例包括苯基双十二烷基膦酸酯、苯基双新戊基磷酸酯、苯基亚こ基磷酸氢酷、苯基双3,5,5’-三甲基己基磷酸酯、こ基ニ苯基磷酸酷、2-こ基己基双(P-甲苯基)磷酸酷、ニ苯基磷酸氢酯、双(2-こ基己基)P-甲苯基磷酸酷、三甲苯基磷酸酷、双(2-こ基己基)-苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、苯基甲基磷酸氢酯、ニ(十二烧基)p-甲苯基磷酸酷、三甲苯基磷酸酷、三苯基磷酸酷、三苯基磷酸酷、ニ丁基苯基磷酸酷、2-氯こ基ニ苯基磷酸酷、P-甲苯基双(2,5,5’ -三甲基己基)磷酸酷、2-こ基己基ニ苯基磷酸酯和ニ苯基磷酸氢酷。USP 6,404,971中描述的该类磷酸酯(盐)是基于磷的FR的实例。其它实例包括液态磷酸酯(盐),例如双酚A ニ磷酸酯(BAPP) (Adeka Palmarole)和/或间苯ニ酚双(ニ苯基磷酸酷)(Fyroflex RDP) (Supresta,ICI)和固态磷,例如多磷酸铵(APP)、哌嗪焦磷酸盐、哌嗪正磷酸盐和哌嗪多磷酸盐。APP通常与阻燃剂助添加剂(例如三聚氰胺衍生物)一起使用。还可以使用Melafine (DSM) (2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪;细磨三聚氰胺)。该FR系统的哌嗪组分的实例包括以下化合物,例如哌嗪焦磷酸盐、哌嗪正磷酸盐和哌嗪多磷酸盐。其它实例包括聚三嗪基化合物或包括哌嗪基团的1,3,5-三嗪衍生物的低聚物或聚合物,如US 2009/0281215和WO 2009/016129中所述,其公开内容通过參考引入本文中。FR系统的实施方案包括磷酸的ー种或多种非金属盐,例如但不局限于APP ;三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物,例如焦磷酸三聚氰胺和多磷酸三聚氰胺;和ー种或多种哌嗪化合物,例如但不局限于哌嗪组分,例如哌嗪焦磷酸盐、哌嗪正磷酸盐、哌嗪多磷酸盐、包括哌嗪基的聚三嗪基化合物等;和/或包括哌嗪基的1,3,5-三嗪衍生物的低聚物或聚合物。在特定实施方案中,该FR系统是APP、三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物和哌嗪化合物(例如哌嗪焦磷酸盐、哌嗪正磷酸盐和/或哌嗪多磷酸盐)的共混物。在另ー实施方案中,该FR系统是APP、三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物和包括哌嗪基的1,3,5-三嗪衍生物的低聚物或聚合物的共混物。在一些实施方案中,该FR材料包括基于三聚氰胺的涂层。该基于有机氮/磷的发泡型材料共混物在市场上可作为FP-2200和FP-2100J发泡型阻燃剂从AmfineChemical Corporation (USA) (Adeka Palmarole SAS)获得,以及作为 Budit 3167 可获自Budenheim Iberica Comercial, S. A. (Spain)。本发明的PP/TPE/发泡型FR混合物,特别是与作为主要FR化学物质的FP2100J和/或Budit 3167的共混物,具有优良的燃烧性能,并导致以下性能的协同平衡足以合格通过VW-I试验需要(UL 1581)的优越的阻燃性和包括大于兆帕(MPa)的抗张应力和大于200%的抗张伸长率(ASTM D638)的抗张性质、在150°C小于50%的热变形率(UL 1581-2001)和良好的挠性和柔软度(2%正割模量<250MPa (ASTM D638);肖氏A硬度〈95 (ASTM D2240))。 非必要的添加剂包组分“D”其它添加剂能够以该组合物的O. l_20wt%范围包括在该组合物中。该PP/TPE/FR组合物能够加入ー种或多种发现适用于PP/TPE应用的稳定剂和/或添加剂,例如但不局限于抗氧化剂(例如位阻酹,例如IRGAN0X 1010 (Ciba/BASF))、热(熔融处理)稳定剂、水解稳定性增强剂、热稳定剂、除酸剂、着色剂或颜料、UV稳定剂、UV吸收剂、成核剂、加工助剂(例如油;有机酸,例如硬脂酸;有机酸的金属盐)、抗静电剂、防烟剂、防滴剂、增韧剂、增塑剂(例如邻苯ニ甲酸ニ辛酯或环氧化大豆油)、润滑剤、乳化齐IJ、光学增白剂、偶联齐U、硅烷(有利形态或作为填料表面改性剂)、水泥、脲、多元醇(例如季戊四醇)、矿物、过氧化物、光稳定剂(例如位阻胺)、脱模剂、蜡(例如聚こ烯蜡)、粘度改性剂和其它添加剤,添加程度使得这些添加剂不会影响由本发明的组合物制成的制品的所需物理或机械性质。这些添加剂以已知量和已知方式使用,但通常该添加剤包(如果存在)占最终组合物的大于O (例如O. 01)-2wt%,更通常占O. l-lwt%。有用的粘度改性剂的实例包括聚醚多兀醇,例如可获自The Dow Chemical Company的Voranol 3010和Voranol222-029。有用的在市场上可获得的防滴剂包括三甘油基异氰脲酸酯(TGIC)、VIK0FLEX7010 (甲基环氧化大豆酸酷(环氧化酯类)和VIKOLOXa-烯烃环氧化物(C-16) (1,2_环氧十六碳烷(>95wt%)和I-十六碳烯(<5wt%)的混合物,两者都可获自eFAME)。可用的分散剤/金属螯合剂是正辛基膦酸(UNIPLEX 0ΡΑ)。在优选实施方案中,本发明的组合物不包括官能化增容剂或改性剂(例如基于马来酸酐烯烃的聚合物或聚烯烃(例如PE-g-MAH、MAH-g-EVA等))。本发明的组合物能够包括增容剂/偶联剂,例如こ烯こ酸こ烯酯(EVA)共聚物(例如ELVAX40L-03 (40%VA,3MI),DuPont)、胺化 OBC (例如 INFUSE 9807,The Dow Chemical Company)。其它偶联剂的实例包括包含こ烯基和こ氧基的聚硅氧烷(例如Dynasylan 6498 (低聚こ烯基硅烷)和羟基终端的ニ甲基硅氧烷(〈O. Iこ酸こ烯酷))。在一些实施方案中,该FR系统能够非必要地包括少量(少于该组合物的5 セ%,优选少于2wt % )的无机非卤代阻燃剂(填料)和增效剂与FR系统结合使用。无机非卤代FR填料包括例如金属水合物,例如水合铝和水合镁;金属氢氧化物,例如氢氧化镁(Mg(OH)2)和三氢氧化铝(ATH)(例如Apyral 40⑶(Nabeltec));金属氧化物,例如ニ氧化钛、ニ氧化硅、氧化铝、碳钙镁石、三氧化锑、氧化钾、氧化锆、氧化锌和氧化镁;碳黑、碳纤維、膨胀石墨、滑石、粘土、有机改性粘土、碳酸钙、赤磷、硅灰石、云母、八钥酸铵、玻璃料、中空玻璃微球、玻璃纤维、膨胀石墨等。在优选实施方案中,本发明的组合物不包括硅油(聚ニ甲基硅氧烷),但是在某些应用中,能够包括少量(该组合物的〈5,优选<2wt%)的硅油作为加工助剂和阻燃增强剂。在优选实施方案中,不用其它混合物(例如聚烯烃-橡胶弾性体、基于烯烃-辛烯或烯烃-丙烯酸烷基酯共聚物的弾性体、官能化聚合物(例如包含羧酸或酸酐基团)、酸酐改性的基于烯烃的聚合物/聚烯烃、或接枝有极性基团的聚烯烃弾性体)与本发明的组合物混合或对其稀释。然而,在一些实施方案中,能够用ー种或多种其它聚合物与该丙烯和TPE混合或将其稀释,以调节性质和挤出性能的平衡,在优选方式中,其混合和稀释程度使得该丙烯组分“A”构成该组合物的至少5wt%、至少10wt%、更优选至少20wt%,且该TPE组分“B”构成其的至少5wt*%、至少10wt%、更优选至少20wt*%。PP、TPE和FR的相对含量该丙烯聚合物(PP)和热塑性弾性体(TPE)以任意方便的方式彼此混合以形成聚合母体,例如PP作为连续相而TPE组分作为不连续或分散相;或者PP与ー种或多种TPE作为共连续相而一种或多种其它TPE作为不连续或分散相。在本发明中能够使用任意丙烯或TPE的混合物。丙烯聚合物(PP )、TPE和FR在该组合物中的相对含量能够较宽变化,但通常,PP构成该组合物的5-60wt%、7. 5-40wt%、更通常10_40wt%,而该 TPE 构成其 5-60wt%、10-55wt%、更通常 20_50wt%,FR构成其 10_70wt%、15_50wt%、更通常 20-45wt%。
本发明的组合物将PP、TPE (例如苯こ烯嵌段共聚物、基于烯烃的TPE、OBC等)和包括哌嗪组分的发泡型N-P阻燃剂(FR)系统(例如Adeka FP2100J)相结合以配制HFFR包。在实施方案中,本发明提供了仅使用聚烯烃或热塑性弾性体的PP/TPE基HFFR,且令人惊奇的是,该组合与包括哌嗪组分的所述基于有机N-P的发泡型FR系统(特别是FP2100J和/或Budit3167)相结合提供了良好的机械性质和高达150°C的优良的热变形性能。在特定实施方案中,该组合物包括用于W&C应用的PP与TPE (例如VERSIFY聚丙烯/こ烯共聚物)和包括哌嗪组分的基于N-P的发泡型FR系统(例如FP2100J或Budit 3167)的HFFR共混物。混合/制备本发明的组合物的混合能够通过本领域技术人员已知的标准方式进行。混合设备的实例是密闭式间歇混合机,例如Banbury或Bolling密闭式混合机。可替代地,能够使用连续单螺杆或双螺杆混合机,例如Farrel连续混合机、Werner andPfleiderer双螺杆混合机或Buss捏合连续挤出机。所用混合机的类型、混合机的操作条件将影响该组合物的性质,例如粘度、体积电阻率和挤出表面平滑度。该PP/TPE聚合物共混物与FR和非必要的添加剂包的混合温度通常为120-220°C,更通常为160-200°C。能够以任意顺序或连续地将最终组合物的各种组分添加和彼此混合,但通常首先将增容剂(如果包括)与该PP混合,首先将该TPE与该FR包的一种或多种组分混合,将这两种混合物与该FR包的任意其余组分和任意添加剂彼此混合。在一些实施方案中,将该添加剂作为预混母料添加,其通常是通过将该添加剂单独或一起分散到惰性塑性树脂(例如该塑料基质或低密度聚こ烯之一)中而形成的。该母料通常是通过熔融混合方法形成的。制造制品在特定实施方案中,能够将该聚合物组合物作为覆盖层以已知量和已知方法施加到电缆上,例如作为护套、罩或绝缘层,例如使用USP 5,246,783和4,144,202中所述的设备和方法。通常,在配备有电缆涂覆模头的反应器-挤出机中制备该组合物,在将该组分配制完成之后,将该组合物挤出在电缆上,同时将该电缆拉动通过该模具。然后通常将该护套在从常温直至但低于该组合物的熔点的温度经过一定的固化周期,直至该制品达到所需的交联程度。固化可以在该反应器-挤出机中开始。
本发明的组合物能够用于宽范围的需要高阻燃性和好的柔性的非卤素或无卤素FR应用、PVC代替应用等中,用于W&C和其它市场部分,且特别适用于需要高柔性和/或高阻燃性以及好的湿绝缘电阻的应用中。能够由本发明的组合物制备的制品实例尤其包括AC插头和SR连接器、电线绝缘/电缆护套、手表皮帯、手柄、把手、柔性触摸件和纽扣、挡风雨条、汽车应用(包括玻璃运行槽密封件、内部面板、密封件、垫圈、床密封件和挤出型材)、消费电子品应用和低压应用。这些制品能够使用已知设备和技术制造。通过以下实施例更充分地描述本发明。除非另外指出,所有份数和百分比都以重量计。特别实施方案Mfi 在以下实施例中使用以下材料。该材料经过干燥或以所述的其它方式处理。MFR 以 dg/min 计(ASTM D-1238; 2. 16kg@230°C,否则会另外指出)。密度(d)以 g/cm3if (ASTM D-792)。
权利要求
1.一种无卤素阻燃聚合物组合物,包括A.丙烯聚合物;B.热塑性弾性体(TPE);和C.包括哌嗪组分的发泡型阻燃剂系统。
2.权利要求I的组合物,具有不超过35,OOOpsi的5%正割模量。
3.权利要求I的组合物,其中该阻燃剂系统包括有机磷酸盐类发泡型无卤素阻燃剂。
4.权利要求I的组合物,其中该哌嗪组分选自由以下构成的组哌嗪焦磷酸盐、哌嗪正磷酸盐、哌嗪多磷酸盐、包括哌嗪基团的聚三嗪基化合物,和包括哌嗪基团的1,3,5-三嗪衍生物的低聚物或聚合物。
5.权利要求I的组合物,其中该阻燃剂系统包括FP2100J、Budit3167或其组合。
6.权利要求I的组合物,其中该热塑性弾性体选自由以下构成的组苯こ烯嵌段共聚物、丙烯/ α -烯烃共聚物、こ烯/ α -烯烃共聚物、こ烯互聚物和烯烃嵌段共聚物。
7.权利要求I的组合物,基于该组合物的总重量,包括5-60%的组分“A”丙烯聚合物、.5-50wt%的组分“B”热塑性弾性体和10-70wt%的组分“C”阻燃剂系统。
8.权利要求7的组合物,其中基于该组分“C”阻燃剂系统的总重量,该组分“C”阻燃剂系统包括l_99wt%的基于哌嗪的阻燃剂和l_99wt%的其它阻燃剂。
9.由权利要求I的组合物制备的电线或电缆护套。
10.权利要求9的电线或电缆护套,具有有效合格通过VW-I试验的阻燃性,和在最低.80°C的温度下有效合格通过UL1581-2001试验的热变形性能。
11.权利要求10的组合物,在121°C或150°C具有有效合格通过UL1581-2001试验的热变形性能。
全文摘要
本发明披露一种基于聚丙烯和一种或多种热塑性弹性体和包括哌嗪组分的有机氮-和/或磷-基发泡型阻燃剂的无卤素阻燃热塑性树脂组合物。该组合物容易处理以制备具有以下性质平衡的电线和电缆护套高阻燃性、良好的柔性、高湿电阻和优良的热变形性质,且合格通过VW-1阻燃试验、150℃的UL1581热变形试验和湿电阻试验,且还具有良好的抗张和柔性性质。本申请也披露了由所述组合物制备的电线和电缆护套。
文档编号C08K5/5399GK102762653SQ200980163449
公开日2012年10月31日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者G.D.布朗, L.付, L.范, M.K.芒德拉, Y.曹, 孙亚斌, 邰向阳 申请人:陶氏环球技术有限责任公司