[发明专利]防火的聚合物组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火的聚合物组合物及其应用、以及用于处理塑料和橡胶的防火剂组合，该防火的聚合物组合物由一种或多种α-烯烃/乙酸乙烯酯共聚物组成，这一种或多种α-烯烃/乙酸乙烯酯共聚物在α-烯烃/乙酸乙烯酯共聚物总重量的基础上具有按重量计40％至90％的乙酸乙烯酯含量。

背景技术

这种防火的聚合物组合物被用于例如电缆应用(电缆护套以及电缆绝缘层)以及地板覆盖物。这种聚合物组合物应提供遵照法令标准的充足的防火性，并且还应具有杰出的加工性质。

众所周知，聚合物体系可以使用无机防火剂、卤化的防火剂、有机磷防火剂或氮基防火剂进行处理。

作为矿物防火剂可以提及的是在聚合物中用作阻燃填料的金属氢氧化物(特别是氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MDH))。金属氢氧化物可以单独地或互相组合地、以及任选地与另外的防火添加剂组合地使用。

防火效果大体上基于结晶的吸热分解，水以水蒸气的形式释放同时稀释被侵害的塑料附近的可燃气体的浓度，并且形成或多或少的固体氧化物残渣。氧化物残渣本身具有巨大的内部表面积，因此可以吸附烟尘颗粒或烟尘前驱物(多环芳烃，PAH)。所谓灰层具有在力学上稳定正在燃烧的聚合物的功能，以达到例如减少或者完全避免该聚合物燃烧颗粒的滴落。此外，在燃烧的聚合物表面形成外壳的灰层作为其下存在的聚合物层的一种“保护屏障”，结果避免了迅速的进一步燃烧。

在α-烯烃/乙酸乙烯酯共聚物中使用金属氢氧化物已经被证明是特别有用的。

然而，将大量金属氢氧化物加入到塑料混合物中以便确保塑料的充足的防火性是不利的。从而对这种塑料的物理性质(机械和电气特性)产生了不利的影响。

此外，次磷酸的盐类(次磷酸盐)已经被证明是用于聚合物体系的有效的阻燃添加剂。次磷酸钙和次磷酸铝已经被描述为对于聚酯或聚酰胺特别有效，并且与例如碱金属盐相比，对聚合物块的材料性质的不利影响程度要小一些。

亦已发现，次磷酸盐与某些含氮化合物的协同组合物作为防火剂，在许多聚合物中比单独的次磷酸盐更为有效。例如，已知三聚氰胺和三聚氰胺化合物是有效的协同剂，例如像氰尿酸三聚氰胺以及磷酸三聚氰胺。

发明内容

因此本发明的一个目标是提供一种聚合物组合物，其中该金属氢氧化物的填充程度减小，在此防火效果至少保持相同或者有所改进，但同时该聚合物的机械性质得到改进，并且尤其是硬度有所降低。

为了达到此目的，本发明提出了一种开篇处提及的类型的防火的聚合物组合物，该防火的聚合物组合物由下列各项组成：一种或多种α-烯烃/乙酸乙烯酯共聚物，该α-烯烃/乙酸乙烯酯共聚物具有基于α-烯烃/乙酸乙烯酯共聚物的总量的按重量计40％至90％的乙酸乙烯酯含量；以及一种协同的(synergistic，协同作用的)防火剂组合，该协同防火剂组合含有作为组分A的一种具有化学式(I)的次磷酸盐

其中

R¹，R²    代表直链或支链的C₁-C₆烷基，优选为C₁-C₄烷基；

M         代表钙、铝或锌离子；

m         代表2或3，

以及作为组分B的一种金属氢氧化物，优选为氢氧化铝(ATH)。

此处组分A亦可称为次磷酸盐。

令人惊讶地发现，借助于添加金属氢氧化物和次磷酸盐，可以显著改善防火性能，与此同时材料的机械性能和挠性得以增强。

具体实施方式

可以用多个参数来评估防火性。

用于评估防火性、特别是可燃性的一个指示数值是根据ISO 4589的极限氧指数(LOI)。它描述了在氧混合物中刚好能够支持竖直定向的试验样本燃烧的最小氧浓度。在较低的氧浓度下，火焰熄灭。因此高LOI值代表高防火性或低可燃性。

与防火性相关的另一个特性可以使用锥形量热仪来确定，例如像：

“峰值放热率”(PHRR，以KW/m²表示)；这是每单位面积的最大功率输出，可以在样品燃烧期间用锥形量热仪来进行测量。PHRR越低，样品防火性能越好。

“点燃时间”(TTI)；这是样品由于锥形量热仪中的热发射而开始燃烧的时间。TTI越高，样品防火性能越好。