阻燃热塑性聚氨酯制造技术

本发明专利技术涉及组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少三聚氰胺氰尿酸盐、至少一种选自磷酸衍生物和膦酸衍生物的第一含磷阻燃剂(F1)、和至少一种选自次膦酸衍生物的另一含磷阻燃剂(F2)，并且涉及这种组合物用于制备电缆护套的用途。

Flame retardant thermoplastic polyurethane

The invention relates to a composition comprising at least one thermoplastic polyurethane, at least melamine cyanurate, at least one selected from the group consisting of phosphoric acid derivatives and phosphonic acid derivatives first flame retardant (F1), a flame retardant and at least one selected from the group consisting of phosphinic acid derivatives (F2), and to this composition for use the preparation of cable sheath.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少三聚氰胺氰尿酸盐、至少一种选自磷酸衍生物和膦酸衍生物的第一含磷阻燃剂(F1)、和至少一种选自次膦酸衍生物的另一含磷阻燃剂(F2)。本专利技术还涉及所述组合物用于制备电缆护套的用途。由PVC制成的电缆具有在燃烧时释放有毒气体的缺点。因此，正在开发基于热塑性聚氨酯的产品，其具有更低的烟气毒性且具有良好的机械特性、抗磨损性和柔性。由于不充分的燃烧性能，因此正在开发基于热塑性聚氨酯的组合物，其包含多种阻燃剂。特别地，阻燃热塑性聚氨酯在电缆制备中用作电缆护套。此处，通常需要具有薄的电缆护套的细电缆，所述电缆护套既要通过相关的火焰测试(例如VW1)也要具有足够的机械特性。在这种情况下，可将卤化阻燃剂和无卤阻燃剂加入到热塑性聚氨酯(TPU)中。包含无卤阻燃剂的热塑性聚氨酯通常具有在燃烧时释放较小毒性和较小腐蚀性的烟气的优点。无卤阻燃TPU记载于，例如，EP 0 617 079 A2、WO 2006/121549 A1或WO 03/066723 A2中。US 2013/0059955 A1还公开了包含磷酸酯基阻燃剂的无卤TPU组合物。US 2013/0081853 A1涉及组合物，优选无卤阻燃组合物，其包含TPU聚合物和聚烯烃，以及磷基阻燃剂和其他添加剂。根据US 2013/0081853 A1，所述组合物具有良好的机械特性。三聚氰胺氰尿酸盐作为工业塑料的阻燃剂也是早已已知的。其不仅广泛应用于尤其是聚酰胺中，还应用于聚酯和其他塑料如苯乙烯基聚合物中。例如，WO 97/00916 A记载了三聚氰胺氰尿酸盐与钨酸/钨盐结合作为脂族聚酰胺的阻燃剂。EP 0 019 768 A1公开了含有三聚氰胺氰尿酸盐与红磷的混合物的防火聚酰胺。根据WO 03/066723，在低壁厚的情况下，仅包含三聚氰胺氰尿酸盐作为阻燃剂的材料，既不具有良好的极限氧指数(LOI)也不具有良好的阻燃性，所述阻燃性例如通过在UL 94测试中的表现确定。WO 2006/121549 A1也记载了包含三聚氰胺多磷酸盐、次膦酸盐和硼酸盐的结合物作为阻燃剂的材料。这些材料在低壁厚下确实获得了高的LOI值，但在UL 94测试中没有得到良好的结果。还存在多种已知的热塑性聚氨酯，其包含作为阻燃剂的三聚氰胺氰尿酸盐与磷化合物的结合物。EP 0 617 079 A2和DE 102 24 340 A1公开了这样的材料，其在UL 94测试中(特别在UL 94V测试中)显示出良好的性能，但同时具有低的LOI值。例如，包含三聚氰胺氰尿酸盐与磷酸酯和膦酸酯的结合物作为阻燃剂的材料在UL 94V测试中具有良好的结果，但具有非常低的LOI值，例如<25％。特别在细电缆的护套的情况下，三聚氰胺氰尿酸盐与磷酸酯和膦酸酯的这种结合物不足以作为阻燃剂。对于各种阻燃性应用，高的LOI值是标准(例如DIN EN 45545)中要求的。相比之下，利用三聚氰胺氰尿酸盐与次膦酸盐的结合物可获得非常高的LOI值(>30％)，但在UL 94V测试中得不到良好的结果。相应的材料公开于，例如US 6,207,736 B1、US 6,255,371、US 6,365,071 B1、US 6,509,401 B1和US 6,547,992 B1中。因此，由现有技术已知的组合物未显示出足够的机械特性或仅具有不充分的可燃性，例如阻燃性和在UL 94V测试中的性能。由现有技术出发，由此，本专利技术的一个目的是提供具有良好的机械特性、显示出良好的阻燃性且同时具有良好的机械和化学稳定性的阻燃热塑性聚氨酯。根据本专利技术，该目的通过一种组合物实现，所述组合物包含至少一种热塑性聚氨酯、至少三聚氰胺氰尿酸盐、至少一种选自磷酸衍生物和膦酸衍生物的第一含磷阻燃剂(F1)、和至少一种选自次膦酸衍生物的另一含磷阻燃剂(F2)。本专利技术的组合物包含至少一种热塑性聚氨酯以及三聚氰胺氰尿酸盐和两种含磷阻燃剂(F1)和(F2)的结合物。出人意料地，已发现本专利技术的组合物相对于现有技术已知的组合物具有改进的特性，例如提高的阻燃性。本专利技术的组合物包含三聚氰胺氰尿酸盐。出人意料地，已发现，由于本专利技术的组分的结合，本专利技术的组合物具有优化的特性性能，尤其用作电缆护套时。在本申请的上下文中，三聚氰胺氰尿酸盐应理解为尤其意指所有标准的市售的且市售可得的固体，优选为微粒并具有产品品质。这些的实例包括Melapur MC 25(BASF SE)和Budit 315(Budenheim)。根据本专利技术，三聚氰胺氰尿酸盐优选以1:1的三聚氰胺与氰尿酸的盐的形式使用。此处，三聚氰胺的超出量为，例如，小于0.2％，优选小于0.15％，进一步优选小于0.1％。根据本专利技术，氰尿酸的超出量为，例如，小于0.25％，优选小于0.2％，进一步优选小于0.15％。在本专利技术的上下文中，也可能的是，已将所用的三聚氰胺氰尿酸盐处理，例如用有机化合物处理。原则上，相应的材料由现有技术已知。根据本专利技术，合适的三聚氰胺氰尿酸盐优选由通常平均粒径为0.1μm至100μm、优选0.5μm至60μm、更优选1μm至10μm的颗粒组成。在本专利技术的上下文中，粒径分布可为单峰或多峰，例如双峰。在另一实施方案中，本专利技术因此涉及如上所述的组合物，其中所述三聚氰胺氰尿酸盐的粒度为0.1μm至100μm。三聚氰胺氰尿酸盐以合适的量存在于本专利技术的组合物中。例如，组合物中的三聚氰胺氰尿酸盐的比例为20重量％至40重量％，基于整体组合物计，优选为组合物的25重量％至35重量％，基于整体组合物计，尤其为组合物的约30重量％，基于整体组合物计。在另一实施方案中，本专利技术因此涉及如上所述的组合物，其中组合物中的三聚氰胺氰尿酸盐的比例为20重量％至40重量％，基于整体组合物计。在每种情况下，组合物的组分的总和为100重量％。本专利技术的组合物还包含至少一种热塑性聚氨酯。原则上，热塑性聚氨酯为已知的。其通常通过使如下组分任选地在至少一种(d)催化剂和/或(e)常规助剂和/或添加剂的存在下反应而制备：(a)异氰酸酯和(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物以及任选的(c)扩链剂。组分(a)异氰酸酯、(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物、(c)扩链剂也单独地或共同地被称为结构组分。在本专利技术的上下文中，常用的异氰酸酯和对异氰酸酯呈反应性的化合物原则上都是合适的。所用的有机异氰酸酯(a)优选为脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族异氰酸酯，进一步优选为三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、七亚甲基二异氰酸酯和/或八亚甲基二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基1,5-二异氰酸酯、2-乙基亚丁基1,4-二异氰酸酯、五亚甲基1,5-二异氰酸酯、亚丁基1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸根合-3,3,5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(异氟尔酮二异氰酸酯，IPDI)、1,4-双(异氰酸根合甲基)环己烷和/或1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷(HXDI)、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-甲基环己烷-2,4-二异氰酸酯和/或1-甲基环己烷-2,6-二异氰酸酯和/或二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯、二环己基甲烷2,4’-二异氰酸酯和二环己基甲烷2,2’-二异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包含至少一种热塑性聚氨酯、至少三聚氰胺氰尿酸盐、至少一种选自磷酸衍生物和膦酸衍生物的第一含磷阻燃剂(F1)、和至少一种选自次膦酸衍生物的另一含磷阻燃剂(F2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.26 EP 14156750.31.一种组合物，包含至少一种热塑性聚氨酯、至少三聚氰胺氰尿酸盐、至少一种选自磷酸衍生物和膦酸衍生物的第一含磷阻燃剂(F1)、和至少一种选自次膦酸衍生物的另一含磷阻燃剂(F2)。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含磷阻燃剂(F2)为次膦酸盐。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述次膦酸盐选自次膦酸铝和次膦酸锌。4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述含磷阻燃剂(F1)为磷酸酯。5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中所述阻燃剂(F1)选自间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、双酚A双(二苯基磷酸酯)(BPD)和磷酸二苯基甲苯酯(DPK)。6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中所述三聚氰胺氰尿酸盐的粒度为0.1μm至100μm。7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，其中所述热塑性聚氨酯选自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、和基于至少一种二异氰酸酯和聚四氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·S·赫兹，O·穆尔，H·鲁多夫，S·莫勒，A·莱曼，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE