[发明专利]非卤素阻燃热塑性聚氨酯

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年4月13日提交的美国申请序列号60/671，009的优先权。

技术领域

本发明涉及阻燃热塑性聚氨酯(TPU)组合物，并且更特别地涉及包含多种非卤素阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯组合物。该TPU组合物可用于需要高阻燃性的应用例如电线和电缆应用、吹制薄膜、模塑应用等。本发明还涉及制备TPU组合物的方法和制备电线和电缆包壳的方法。

背景技术

卤素添加剂例如基于氟、氯和溴的那些已经被用于赋予给TPU组合物阻燃性。近年来，某些最终应用规定了TPU组合物不含卤素。这要求TPU配制者寻求其他的阻燃剂代替以前使用的卤素添加剂。

美国专利申请公开号US2005/0011401披露了一种包含次膦酸盐或二次膦酸盐作为阻燃剂的弹性地板覆盖材料。

颁发给Eckstein等的美国专利No.6,777,466披露了使用蜜胺氰脲酸酯作为TPU组合物中唯一的有机阻燃添加剂。

颁发给Schlosser等的美国专利No.6,547,992披露了一种包括某些次膦酸酯和/或二次膦酸酯组分以及合成无机化合物和/或矿物产品的阻燃组合。另外，所披露的阻燃组合可以包括含氮组分。

颁发给Jenewein等的美国专利No.6,365,071披露了一种包括某些次膦酸酯和/或二次膦酸酯组分以及某些含氮组分的用于热塑性聚合物的阻燃组合。

颁发给Jenewein等的美国专利No.6,509,401披露了一种包括某些含磷组分和某些含氮组分的用于热塑性聚合物的阻燃组合。

颁发给Schlosser等的美国专利No.6,255,371披露了一种包括某些次膦酸酯和/或二次膦酸酯组分与某些衍生自蜜胺的组分的阻燃组合。

颁发给Nass等的美国专利No.6,207,736披露了一种包括某些次膦酸盐和/或二次膦酸盐以及某些含氮磷酸酯组分的阻燃组合。

在本领域中仍然需要赋予给热塑性聚氨酯组合物阻燃特性同时不损害机械强度和加工性的有效的非-卤化阻燃组合。

发明内容

一个例举的实施方案的目的是提供一种提供所希望的阻燃能力以及展现出可接受的加工和机械性能的非卤素阻燃TPU组合物。

一个例举的实施方案的目的是提供一种可在电线和电缆结构中用作包壳的TPU组合物。

一个例举的实施方案的目的是提供一种制备适用于电线和电缆结构中的阻燃包壳的TPU组合物的方法。

一个例举的实施方案的目的是提供一种用于热塑性聚氨酯的阻燃包。

一个例举的实施方案的目的是提供一种使热塑性聚氨酯组合物阻燃的方法。

一个例举的实施方案的目的是提供一种使用阻燃TPU组合物的电线和电缆包壳结构。

在本发明的一个方面中，提供一种热塑性聚氨酯(TPU)组合物。该组合物包含至少一种热塑性聚氨酯聚合物和阻燃包。

在一个方面中，该组合物包含至少一种热塑性聚氨酯和约5-约40wt％的专卖的次膦酸酯化合物Exolit^OP 1311；约5-约20wt％的专卖的不含卤素的磷酸酯阻燃剂NcendX^P-30；和约0.1-约15wt％的二季戊四醇，其中重量百分比基于热塑性聚氨酯组合物的总重量。该组合物可以进一步包括约0-约10wt％的五硼酸铵或硼酸锌。

在另一个方面中，热塑性聚氨酯聚合物选自聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、聚碳酸酯聚氨酯，和其共混物。

在另一个方面中，该组合物包括约0-约5wt％的无机阻燃组分例如滑石、磷酸铵、聚磷酸铵、碳酸钙、氧化锑、粘土、蒙脱土粘土和其混合物。

在另一个方面中，该组合物包含次膦酸酯化合物、磷酸酯化合物基阻燃剂和多元醇作为有机阻燃组分。

在另一个方面中，阻燃包包括三种非卤化阻燃组分，其中该阻燃包以足以赋予给热塑性聚氨酯组合物至少一种预定的阻燃特性的数量存在。

在另一个方面中，预定的阻燃特性是根据ASTM D-2863测量的至少约35的极限氧指数。

在另一个方面中，预定的阻燃特性是根据UnderwritersLaboratory 94垂直燃烧试验(UL 94)测量的约75密耳(1.90mm)厚度的V-0燃烧等级。在另一个方面中，对于可根据实用标准例如UL1581、UL 1666、CSA FT-1、FT-4、UL 1685、IEEE 1202、IEC 3323等用于电线和电缆包壳中的组合物而言，预定的阻燃特性是至少35的极限氧指数LOI。