[发明专利]具有优异的老化性能的压力通风系统电缆阻燃层/部件

说明书

本发明涉及经设计达到National Fire Protection Association 262：Standard Method of Test for Flame Travel and Smoke of Wires and Cablesfor Use in Air-Handling Spaces，2002版(“NFPA-262”)的要求并表现出优异的老化性能的压力通风系统(plenum)电缆。本发明特别涉及可用于制备具有优异的老化性能、电性能的阻燃层/部件的聚烯烃型组合物(polyolefin-based composition)。

现有技术描述

压力通风系统电缆表现出高水平的阻燃性能。它们开发用于封闭空间，在此过量烟雾或火焰蔓延会造成巨大危险，例如办公楼吊顶上的压力通风系统(plenum)空间。例如，当压力通风系统电缆为“双绞(twisted-pair)”型通信电缆时，其阻燃性能取决于整体电缆设计，尤其取决于护套、双绞绝缘导线、以及任何绕带磁心(core tape)或分隔部件的选材。

在建筑设计中，压力通风系统电缆必须在起火情况下耐受整个建筑物中火焰的蔓延和烟雾的产生和蔓延。要安装在建筑物的通风空间(air handling spaces)中的电缆尤其需要通过Underwriters LaboratoriesInc.(UL)规定的火焰试验，UL-910或其Canadian StandardsAssociation(CSA)等效试验，FT6。UL-910和FT6代表分别由NEC和CEC确定的最高防火等级。UL-910等同于NFPA-262。

安装在压力通风系统室(plenum chambers)中的数据级电信电缆的传统设计具有提供低烟雾和火焰蔓延的护套材料。护套材料的例子包括填充的PVC制剂和含氟聚合物材料。

护套围绕双绞导线的芯，每根导线独立地用具有低介电常数和低耗散因数(dissipation factor)的材料绝缘。(低介电常数和低耗散因数对于良好的高频信号“数据级”传输而言是合意的)。全氟乙烯-丙烯共聚物(FEP)材料被广泛用作绝缘材料，因为其结合了良好的材料电性能与良好的材料燃烧特性。

但是，FEP是昂贵的材料。因此，找出具有整体可接受的性能的廉价替代品具有很大的意义。

引入卤素阻燃添加剂体系的阻燃聚烯烃组合物已经在压力通风系统绝缘应用中有限使用。卤素阻燃聚烯烃有时在具有FEP的多层设计中用作单层绝缘材料或部件以使部分或全部导体绝缘(在混合配对设计中具有FEP绝缘线)。尽管与FEP相比具有较低的材料成本和良好的潮湿老化电性能，但卤素阻燃聚烯烃组合物在压力通风系统电缆中的应用受到压力通风系统电缆燃烧试验中的边际性能的极大限制。特别地，这些卤素阻燃聚烯烃组合物在引入压力通风系统电缆中时不提供低火焰蔓延和低烟雾生成特性的合意组合，从而导致UL-910电缆燃烧试验失败。

芯材还可以包括在双股导线之间提供间隔以获得增强的信号传输性能的带材或挤塑型材分隔件。对这些带材或分隔部件的电要求类似于绝缘用途适用的那些——良好的介电常数和耗散因数电特性。这些材料还必须有助于具有低烟雾和火焰蔓延的良好的电缆燃烧特性。FEP已经是用于分隔件用途的材料。

美国专利No.6,639,152声称固体阻燃剂/抑烟聚烯烃可以与氟化聚合物结合使用，但是该’152专利表明，市售固体阻燃剂/抑烟聚烯烃化合物表现出较差的耐燃性，并通常在燃烧条件下产生比FEP多的烟。类似地，美国专利Nos.5,789,711和6,222,130和公开的专利申请No.US2001/0001426假定共聚物可用于制造分隔件以实现所需性能，但是都没有公开可能的共聚物或如何选择这些共聚物。

此外，美国专利No.5,969,295和欧洲专利申请No.EP 1162632指出，适用于分隔件的材料是聚氯乙烯、聚氯乙烯合金、聚乙烯、聚丙烯和阻燃材料，例如氟化聚合物，但是，与前述公开类似地，这些专利没有指出哪些聚烯烃材料会产生所需阻燃和烟雾控制性能。