[发明专利]聚烯烃树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有良好阻燃性的树脂组合物，包含所述树脂组合物的电缆护套或护层用热塑性树脂，还涉及绝缘电缆。

发明背景

从废塑料处理和环境激素问题考虑，聚烯烃树脂作为善待生态(ecofriendly)材料近来引起人们的关注。具体而言，正研究聚乙烯树脂和聚丙烯树脂作为对聚氯乙烯的替代材料。

然而，由于聚烯烃树脂是非极性材料，很难具备如可印刷性、粘合性和阻燃性的功能。实际是聚烯烃树脂属于可燃性最高的一类树脂，难以解决的问题是如何使这些树脂具备阻燃功能。目前，许多情况下，通过在聚烯烃树脂中加入一些阻燃剂或其它含卤素的阻燃剂来解决这一问题。

含卤素阻燃剂在提供材料阻燃性方面非常有效，并且对模制品的模压性和机械强度仅降低相当小的程度。然而，使用含卤素阻燃剂时，在模塑步骤或燃烧时可能产生大量的卤素基气体，产生的气体会腐蚀设备并对人体有不良影响而被人们关注。因此，从安全角度迫切需要不使用任何含卤素化合物的处理方法，即提供材料阻燃性的无卤素的处理方法。

提供聚烯烃阻燃性的无卤素方法有，包括在聚烯烃树脂中加入燃烧时不产生任何有毒气体的金属化合物如氢氧化铝、氢氧化镁或碱式碳酸镁的方法，该方法例如披露于日本专利公开昭57-165437和昭61-36343。

然而，为提供易燃烧的聚烯烃树脂以充分的阻燃性，必须加入大量的上述金属化合物。结果，出现的问题有：制成的模制品机械强度显著下降并且很难投入实际应用。

加入到聚烯烃树脂时，上述金属化合物中，金属氢氧化物如氢氧化铝和氢氧化镁在燃烧时不能形成涂层而是暴露出脆性灰和滴下残余物。结果，它们作为热绝缘层的功能在初期即丧失，并且不能防止由于材料变形导致的火焰蔓延。

还提到的另一种提供聚烯烃树脂阻燃性的方法包括下列步骤：在聚烯烃树脂中加入基于磷的阻燃剂，从而利用燃烧时形成的表面涂层产生氧隔离作用。然而，为提供易燃烧的聚烯烃充分的阻燃性，必须加入大量基于磷的阻燃剂。结果，出现的问题有：制成的模制品机械强度显著下降并且很难投入实际应用。

在聚烯烃树脂中加入基于磷的阻燃剂时，确实局部形成了涂层，但是不能形成连续的牢固的涂层。局部形成的涂层机械强度很低，燃烧时，暴露出脆性灰和滴下残余物。结果，它们作为热绝缘层的功能在初期即丧失，并且不能防止由于材料变形导致的火焰蔓延。

日本专利公开平-06-2470还揭示一种树脂组合物，包括聚烯烃树脂和作为添加剂的红磷或磷化合物以及可溶胀的石墨物质。当从氧指数进行评价时，这种树脂组合物具有充分的阻燃性，仅能局部形成涂层，而不能形成牢固和连续的涂层。局部形成的涂层机械强度很低，燃烧时，暴露出脆性灰和滴下残余物。结果，它们作为热绝缘层的功能在初期即丧失，并且不能防止由于材料变形导致的火焰蔓延。

所以，例如当用作成形的阻燃片材形式用作壁增强材料时，聚烯烃树脂不能满足防火试验要求的耐火性，即一面加热到1000℃时，反面温度不能高于260℃。因此，不仅耐火性不足，而且还出现下面的问题：在耐火性或防火试验中只保留脆性灰，残余物滴下，因此，它们作为热绝缘层的功能在初期即丧失。

发明概述

鉴于上述原因，本发明目的是提供阻燃性优良尤其是由于在燃烧中保持形状的作用而呈现极佳的阻燃性，和优良的机械强度和热性能的聚烯烃树脂组合物，还提供用于电缆护套或护层的含上述树脂组合物的热塑性树脂以及绝缘电缆。

本发明提供的聚烯烃树脂组合物包括：

100重量份聚烯烃树脂和0.1-100重量份层状硅酸盐，

其中，通过在50kW/m²加热条件加热30分钟燃烧上述聚烯烃树脂组合物后获得的燃烧残余物表明，当以0.1cm/s速率压缩时屈服点应力不小于4.9×10³Pa。

本发明的聚烯烃树脂组合物，在50kW/m²加热条件下加热30分钟燃烧时，较好的最大放热速率不大于800kW/m²。

较好的，上述聚烯烃树脂是至少一种选自下列的树脂：乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯或丙烯和能与其共聚的α-烯烃的共聚物、乙烯和(甲基)丙烯酸酯共聚物以及乙烯和乙酸乙烯酯共聚物。

上述层状硅酸盐较好是蒙脱石和/或可溶胀的云母物质。

较好的，上述层状硅酸盐在其晶体结构中包含作为可交换阳离子的金属离子。

较好的，部分或全部金属离子已和阳离子表面活性剂交换。