[发明专利]用于电线和电缆应用的无卤素阻燃热塑性组合物

说明书

技术领域

本发明的实施方案涉及用于电线和电缆（W&C）应用的组合物。在一个方面，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。

使用单一聚合系统制备的组合物（例如聚烯烃或热塑性弹性体（TPE），例如热塑性聚氨酯）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酯（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弹性体的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℃）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-1阻燃剂测试和150℃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.一种或多种热塑性弹性体（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1-80wt%且优选至少10wt％；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0.1-20wt%，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乙烯（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。