[发明专利]阻燃组合物

说明书

本申请是申请号为200480020452.0，申请日为2004年6月10日，发明名称为“阻燃组合物”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于导线-和-电缆应用的阻燃组合物。本发明也涉及一种由该阻燃组合物制造的导线-和-电缆结构。此外，本发明的阻燃组合物一般可用于需要阻燃性的应用如挤出或热成形的片材、注射-模制品、涂敷织物、建筑(例如，屋顶膜和墙面涂料)、和汽车。

背景技术

一般，在封闭处所中使用的电缆必须是阻燃的，如汽车、船、房屋、和生产工厂。该电缆的阻燃性能往往是通过由阻燃添加剂和聚合材料的混合物生产的电缆绝缘层或外套层获得的。

阻燃添加剂的实例以及它们与聚合物使用的机理描述于Menachem Lewis&Edward D.Weil的Mechanisms and Modes of Action in Flame Retardancy of Polymers，in FIRE RETARDANT MATERIALS(A.R.Horrocks&amp；D.Price eds.，2001)和Edward D.Weil的Synergists，Adjuvants，and Antagonists in Flame-Retardant Systems，in FIRE RETARDANCY OF POLYMERIC MATERIALS 115-145(A.Grand and C.Wilke eds.，2000)中。

在聚烯烃基组合物中使用的阻燃剂包括金属氢氧化物和卤代化合物。有用的金属氢氧化物包括氢氧化镁和三氢氧化铝，有用的卤代化合物包括乙烯双(四溴苯邻二甲酰亚胺)和十溴二苯醚(decabromodiphenyloxide)。

当阻燃剂通过一个或多个机理作用来抑制由该阻燃剂制成或包含该阻燃剂的聚合组合物的燃烧时，在燃烧期间金属氢氧化物在加热的条件下吸热释放水。当在聚烯烃基组合物中使用时，不幸地是金属氢氧化物在升高的工艺温度下可以释放水并因此不利地影响绝缘或外套层的制造和挤出。显著地，上述水的释放还可以使组合物产生泡沫并因此在绝缘或外套层中产生粗糙的表面或空隙。

因为阻燃添加剂在聚烯烃基组合物中的含量可以直接影响该组合物的阻燃性能，因此在该组合物中使用高含量的阻燃剂往往是必需的。例如，导线-和-电缆组合物可以包含70重量％的无机填料或25重量％的卤化添加剂。不幸地，高含量阻燃剂的使用是昂贵的并且可能降低组合物的加工性能以及降低该绝缘或外套层的电、物理和机械性能。因此阻燃性能与成本、加工性能、和其它性质的平衡是必需的。

EP0370517B1、EP1052534A1、WO00/52712、WO00/66657、WO00/68312、和WO01/05880描述了使用各种粘土和其它层状硅酸盐来改进各种聚合物的燃烧特性。这些参考文献没有教导使用合成的麦羟硅钠石(magadiite)。值得注意的是，当与天然存在的麦羟硅钠石和其它近晶的粘土矿物相比，WO01/05880优选蒙脱土。

就天然存在的粘土、硅酸盐、和其它的无机材料而言，纯度、外观、和物理性能是有很大变化的。所有这些性质取决于地理来源和加工方法。事实上，性质上的差异可以在自同样矿山中的不同地点获得的材料之间存在。关于外观，天然存在的粘土和层状硅酸盐通常具有不希望有的颜色。性质上的差异与生产合适等级的天然存在的粘土和层状硅酸盐的高成本相关联。那些成本直接可归因于开矿、提纯和装运该材料。

作为天然存在的层状硅酸盐，在一些湖底沉积中发现麦羟硅钠石。最初发现它在肯尼亚Magadi。麦羟硅钠石的代表性结构具有晶胞化学式M₂Si₁₄O₂₉，其中M是交换性阳离子。天然存在的麦羟硅钠石包含各种杂质，没有获得它的晶胞化学式。

需要一种聚烯烃基阻燃组合物，该组合物具有优于传统组合物的所希望的加工性能和成本并能保持所希望的阻燃性能。更具体地说，需要一种使用具有相容性质的添加剂的、聚烯烃基阻燃电缆组合物。

发明内容

本发明提供一种阻燃组合物，它包括聚烯烃聚合物、合成的麦羟硅钠石、和阻燃剂。本发明还包括一种由所述阻燃组合物制备的涂料以及一种通过在导线或电缆之上涂敷该涂料而制造的导线-和-电缆结构。本发明还包括由该阻燃组合物制备的制品，如挤出片材、热成形片材、注射-模制品、涂敷织物、屋顶膜、和墙面涂料。