[发明专利]包含低熔点含氟聚合物添加剂的填充全氟聚合物组合物

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及包含低熔点含氟聚合物添加剂的全氟聚合物的填充组合物。

2.相关技术描述

填充电缆是安装在建筑间隙，即下天花板以上或上地板以下用于空调设备回风的空间内，用于数据和声音传输的电缆。这种电缆包括实现传输功能的芯线和芯线上的外壳。典型芯线结构包括许多绝缘双绞线或同轴绝缘导体。

聚氯乙烯(PVC)和阻燃添加剂的电缆外壳对于填充电缆是公知的，但所得组合物没有通过the National Fire Protection Association(NFPA)-255燃烧试验(建筑材料表面燃烧(Surface Burning of BuildingMaterials))，该试验要求不可燃性和低排放甚至不排放烟气。UL 2424附录A提供根据NFPA-255测试的电缆必须具有不超过50的烟气扩展指数(以下称为烟气指数(smoke index))和不超过25的火焰蔓延指数(火焰蔓延指数)。至此，填充电缆外壳的这些特性已通过UL-910(NFPA-262-用于空调空间的线缆火焰传输和烟气的标准试验方法(Standard Methodof Test for Flame Travel and Smoke of Wires and Cables for Use inAir-Handling Spaces)评价，但随着对火灾安全的日益关心，发现通过NFPA-262试验的PVC组合物电缆外壳没有通过更严格的NFPA-255试验。

四氟乙烯/六氟丙烯(FEP)共聚物电缆外壳对于填充电缆也是公知的，其确实通过了NFPA-255燃烧试验。这种FEP的熔体流动速率(MFR)为2-7g/10min，表明具有高熔体粘度。由于其高熔体粘度，这种FEP具有高生产成本电缆外壳的缺点，因为这种FEP只能以高达约120ft/min的速率(线速度)挤塑。已试图用较高MFR(较低熔体粘度)的FEP作为电缆外壳，但这种外壳未通过NFPA-255试验。随着MFR增至高于7g/10min，所得较低熔体粘度的FEP引起其滴淌和冒烟，导致烟气指数大于50。值得注意的是，这种FEP是不可燃的，即只是熔化并滴淌，而不形成焦炭。对于其它高MFR可熔体加工的全氟聚合物也如此。

发明概述

本发明满足了聚合物组合物在暴露火焰期间足够不可燃、不滴淌和不排放烟气，使该组合物通过NFPA-255燃烧试验，即具有不大于50的烟气指数和不大于25的火焰蔓延指数的需要。满足这种需要的组合物包含全氟聚合物、约10-60wt％成炭无机试剂(char-forming inorganicagent)和约0.1-5wt％低熔点含氟聚合物添加剂，使所述全氟聚合物、试剂和低熔点含氟聚合物添加剂的总重量为100wt％。该组合物作为诸如熔体挤塑制品的熔融共混物，通过了NFPA-255燃烧试验。用于本发明的全氟聚合物本身并没有通过NFPA-255燃烧试验。仅是成炭无机试剂与全氟聚合物的结合倾向于改善全氟聚合物在燃烧试验中的性能，但对于典型的高填充聚合物，由该组合物形成的熔体加工产品的物理性能变差。需要低熔点含氟聚合物添加剂来获得既通过NFPA-255燃烧试验又具有良好物理性能的全氟聚合物组合物。本领域技术人员将认识到，本发明组合物通过NFPA-255燃烧试验的能力，已通过用该组合物熔体加工成制品并使该制品经历燃烧试验来表明。基于此，本发明的组合物尤其可用作填充电缆的电缆外壳，该外壳通过在电缆芯线之上(onto)和上面(over)挤塑形成。当整个电缆进行NFPA-255燃烧试验并通过该试验时，可认为本发明的外壳组合物通过了该试验。这可通过以下所述来证实：在相同电缆芯线上替换诸如聚氯乙烯组合物的外壳，而该电缆未通过燃烧试验，因为该外壳未通过该试验。因此，显然当本发明组合物的外壳导致电缆通过该试验时，可认为外壳本身通过了燃烧试验。

另外，通过本发明，掺入低熔点含氟聚合物添加剂的组合物的体积电阻率较高，实际上远高于存在烃聚合物添加剂的。因此，与其中存在烃聚合物以改善双组分组合物的物理性能的全氟聚合物/成炭剂组合物相比，本发明的组合物作为电缆外壳，还表现出改进的电性能和显著降低的导电率。这种改进在其中电缆为同轴电缆的电缆外壳中特别有用。

发明详述