基于聚碳酸酯二醇的阻燃热塑性聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及一种组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂，其中热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。本发明专利技术还涉及所述组合物用于制备电缆护套的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于聚碳酸酯二醇的阻燃热塑性聚氨酯本专利技术涉及一种组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷的阻燃剂，其中热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。本专利技术还涉及所述类型的组合物制备电缆护套的用途。阻燃热塑性聚氨酯为长期已知的。许多的应用需要加入阻燃剂。与热塑性聚氨酯(TPU)混合的阻燃剂可以是含卤的或无卤的。无卤阻燃剂的热塑性聚氨酯的优点通常是在燃烧时较少产生有毒且腐蚀性的烟气。无卤阻燃TPU记载于例如EP0617079A2、WO2006/121549A1和WO03/066723A2中。通过使用含氮或含磷阻燃剂可提供热塑性聚氨酯的无卤素阻燃性，这些公开于例如EP0617079A2、WO2006/121549A1或WO03/066723A2中。WO2006/121549A1公开了例如含有磷化合物作为阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯。所提及的合适的热塑性聚氨酯包括用聚酯、聚醚或聚碳酸酯或其混合物生产的聚氨酯。同样公开了合适的聚碳酸酯。仅使用含磷阻燃剂通常不足以确保足够的阻燃性。相比而言，仅使用含氮阻燃剂或含磷阻燃剂与含磷阻燃剂结合的热塑性聚氨酯与现有技术相比具有良好的阻燃性。但是缺点是含氮化合物也可释放有毒燃烧气体，如HCN或氮氧化物。通过仅使用金属氢氧化物或金属氢氧化物与含磷阻燃剂和/或页硅酸盐结合使用可提供热塑性聚氨酯的无卤素阻燃性。EP1167429A1还涉及用于电缆护套的阻燃热塑性聚氨酯。所述组合物包括聚氨酯，优选基于聚醚的聚氨酯、氢氧化铝或氢氧化镁和磷酸酯。EP1491580A1还公开了用于电缆护套的阻燃热塑性聚氨酯。所述组合物包括聚氨酯，特别是聚醚，氢氧化铝或氢氧化镁、磷酸酯，以及页硅酸盐如膨润土。EP2374843A1例如公开了用于电缆护套的阻燃热塑性聚氨酯，特别是基于聚醚的阻燃热塑性聚氨酯，其具有良好的耐老化性。所述组合物包括聚氨酯和无机氧化物。提及的阻燃剂包括氢氧化铝或氢氧化镁、磷酸酯、页硅酸盐及其混合物。DE10343121A1公开了阻燃热塑性聚氨酯，其包括一种金属氢氧化物，特别是氢氧化铝和/或氢氧化镁。所述热塑性聚氨酯的特征在于其分子量。此外所述组合物包括磷酸酯和膦酸酯。关于合成热塑性聚氨酯的起始原料，已经公开的且对异氰酸酯有活性的化合物不仅为聚酯醇和聚醚醇，而且为聚碳酸酯二醇，此处优选聚醚多元醇。上述实施例没有提及聚碳酸酯二醇。在DE10343121A1中，也可以使用各种多元醇的混合物来替代一种多元醇。此外还公开了高填充水平，即热塑性聚氨酯中的高含量的金属氢氧化物和其他固体化合物，这导致机械性能受损。WO2011/050520A1还公开了阻燃热塑性聚氨酯，其包括一种金属水合物和一种特定的磷化合物作为阻燃剂。提及的合适的金属水合物为氢氧化铝和/或氢氧化镁。在WO2011/050520A1中提到的其他合适的热塑性聚氨酯为基于聚碳酸酯的热塑性聚氨酯，但一般来说，此处提到的只是基于聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。WO2011/147068A1和WO2011/150567A1同样涉及到阻燃热塑性聚氨酯。基于结合金属氢氧化物的热塑性聚氨酯混合物的缺点是耐老化性低，因此这些材料不适于许多应用领域。为了提高耐老化性，例如EP2374843A1中，加入二价和三价微溶性金属氧化物。因此，从现有技术出发，本专利技术的一个目的是提供阻燃热塑性聚氨酯，其具有良好的机械性能和良好的阻燃性质，且具有良好的耐水解性和耐老化性。本专利技术的所述目的通过一种组合物而实现，所述组合物包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂，其中热塑性聚氨酯是基于至少一种二异丙烯酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。本专利技术的组合物包含至少一种热塑性聚氨酯，所述聚氨酯基于至少一种二异丙烯酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇，所述组合物也包含至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂。出乎意料地，发现本专利技术的组合物相比现有技术已知的组合物具有更好的性能，例如改进的阻燃性和更好的耐老化性。此外，本专利技术的组合物在烟密度方面具有良好的性能，以及具有良好的机械性能。机械性能量度的实例为由本专利技术的组合物制备的模制品的拉伸强度或断裂伸长率。拉伸强度根据DIN53504测定。本专利技术的组合物包含至少一种热塑性聚氨酯，所述聚氨酯基于一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇，此外，所述组合物具有非常好的耐水解性，这是在很多应用中是需要的。本专利技术的组合物优选包含至少一种热塑性聚氨酯，所述聚氨酯基于一种二异氰酸酯和至少一种脂族聚碳酸酯二醇。在另一个实施方案中，本专利技术因此提供一种包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂的组合物，其中热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种脂族聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。除了至少一种基于至少一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂之外，本专利技术组合物还可包含添加剂。在一个优选实施方案中，本专利技术的组合物包含至少一种页硅酸盐或水滑石或其混合物作为另外的组分。在本专利技术中优选并包含一种页硅酸盐或水滑石或其混合物的组合物特别具有良好的阻燃性和良好的耐老化性。因此，本专利技术的优选实施方案还提供一种组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂，所述聚氨酯基于至少一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇，如上所述，其中所述组合物包含至少一种页硅酸盐或水滑石或其混合物。页硅酸盐/水滑石原则上，任何页硅酸盐均适合用于本专利技术的目的，实例为双层矿物，例如高岭石和蛇纹石；三层矿物，例如蒙脱石或云母；和粘土矿物，例如膨润土。本专利技术的组合物优选包含膨润土或膨润土和页硅酸盐或水滑石的混合物。在另一个优选的实施方案中，使用插层型页硅酸盐。用于所述插层型页硅酸盐的起始页硅酸盐优选为膨胀型蒙皂石，例如蒙脱石、锂蒙脱石、铝膨润石或膨润土。对于本专利技术的目的而言，特别适合的材料是具有约1.5nm至4nm的层间隔的有机插层型页硅酸盐。所述页硅酸盐优选为插入季铵化合物、质子化胺、有机鏻离子和/或氨基羧酸的那些。本专利技术的组合物还可包含水滑石或至少一种页硅酸盐和水滑石。水滑石也具有层状结构。术语水滑石也涵盖水碳钴镍石(comblainite)、水碳锰镁石(desautelsite)、鳞镁铁矿(pyroaurite)、水碳铁镍石(reevesite)、水碳镁钙石(sergeevite)、碳酸镁铬矿(stichtite)和水铝镍石(takovite)。一种优选用于本专利技术目的的水滑石基于铝和镁，且在中间层已经被氢氧根、硝酸根和/或碳酸根离子中和。本专利技术优选的水滑石具有的分子式为Mg6Al2[(OH)16|CO3]·4H2O。本专利技术的组合物中包含的水滑石优选为有机插层型水滑石，这意味着位于中间层的阴离子、优选氢氧化物阳离子至少在一定程度上被有机阴离子所替代。用于本专利技术目的的有机阴离子优选为脂肪酸的阴离子和/或氢化脂肪酸的阴离子。有机插层型页硅酸盐和有机插层型水滑石可在本专利技术的组合物中成功地制备。例如，当有机插层型页硅酸盐和/或有机插层型水滑石与热塑性聚氨酯混合时，可实现页硅酸盐和/或水滑石的均匀分散。因此，在一个优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷的阻燃剂，其中所述热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.22 EP 12173273.91.一种组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷的阻燃剂，其中所述热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯，其中至少一种聚碳酸酯二醇选自基于丁二醇和己二醇的聚碳酸酯二醇、基于戊二醇和己二醇的聚碳酸酯二醇、基于己二醇的聚碳酸酯二醇和两种以上所述聚碳酸酯二醇的混合物，其中组合物中金属氢氧化物的比例范围为10至65％，基于全部组合物计。2.根据权利要求1的所述组合物，其中所述组合物包含页硅酸盐或水滑石或其混合物的至少一种。3.根据权利要求2的所述组合物，其中所述页硅酸盐是有机插层型页硅酸盐和/或所述水滑石是有机插层型水滑石。4.根据权利要求2或3的所述组合物，其中所述页硅酸盐是膨润土。5.根据权利要求1或2的所述组合物，其中构成至少一种页硅酸盐或水滑石或其混合物的量的范围为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·S·赫兹，O·穆尔，A·博泰尔斯，S·康拉德，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE