[发明专利]基于聚碳酸酯二醇的阻燃热塑性聚氨酯

说明书

本发明涉及一种组合物，其包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷的阻燃剂，其中热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。本发明还涉及所述类型的组合物制备电缆护套的用途。

阻燃热塑性聚氨酯为长期已知的。许多的应用需要加入阻燃剂。与热塑性聚氨酯(TPU)混合的阻燃剂可以是含卤的或无卤的。无卤阻燃剂的热塑性聚氨酯的优点通常是在燃烧时较少产生有毒且腐蚀性的烟气。无卤阻燃TPU记载于例如EP 0 617 079 A2、WO 2006/121549 A1和WO 03/066723 A2中。

通过使用含氮或含磷阻燃剂可提供热塑性聚氨酯的无卤素阻燃性，这些公开于例如EP 0 617 079 A2、WO 2006/121549 A1或WO 03/066723 A2中。WO 2006/121549 A1公开了例如含有磷化合物作为阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯。所提及的合适的热塑性聚氨酯包括用聚酯、聚醚或聚碳酸酯或其混合物生产的聚氨酯。同样公开了合适的聚碳酸酯。仅使用含磷阻燃剂通常不足以确保足够的阻燃性。相比而言，仅使用含氮阻燃剂或含磷阻燃剂与含磷阻燃剂结合的热塑性聚氨酯与现有技术相比具有良好的阻燃性。但是缺点是含氮化合物也可释放有毒燃烧气体，如HCN或氮氧化物。

通过仅使用金属氢氧化物或金属氢氧化物与含磷阻燃剂和/或页硅酸盐结合使用可提供热塑性聚氨酯的无卤素阻燃性。

EP 1 167 429 A1还涉及用于电缆护套的阻燃热塑性聚氨酯。所述组合物包括聚氨酯，优选基于聚醚的聚氨酯、氢氧化铝或氢氧化镁和磷酸酯。

EP 1 491 580 A1还公开了用于电缆护套的阻燃热塑性聚氨酯。所述组合物包括聚氨酯，特别是聚醚，氢氧化铝或氢氧化镁、磷酸酯，以及页硅酸盐如膨润土。

EP 2 374 843 A1例如公开了用于电缆护套的阻燃热塑性聚氨酯，特别是基于聚醚的阻燃热塑性聚氨酯，其具有良好的耐老化性。所述组合物包括聚氨酯和无机氧化物。提及的阻燃剂包括氢氧化铝或氢氧化镁、磷酸酯、页硅酸盐及其混合物。

DE 103 43 121 A1公开了阻燃热塑性聚氨酯，其包括一种金属氢氧化物，特别是氢氧化铝和/或氢氧化镁。所述热塑性聚氨酯的特征在于其分子量。此外所述组合物包括磷酸酯和膦酸酯。关于合成热塑性聚氨酯的起始原料，已经公开的且对异氰酸酯有活性的化合物不仅为聚酯醇和聚醚醇，而且为聚碳酸酯二醇，此处优选聚醚多元醇。上述实施例没有提及聚碳酸酯二醇。在DE 103 43 121A1中，也可以使用各种多元醇的混合物来替代一种多元醇。此外还公开了高填充水平，即热塑性聚氨酯中的高含量的金属氢氧化物和其他固体化合物，这导致机械性能受损。

WO 2011/050520 A1还公开了阻燃热塑性聚氨酯，其包括一种金属水合物和一种特定的磷化合物作为阻燃剂。提及的合适的金属水合物为氢氧化铝和/或氢氧化镁。在WO 2011/050520 A1中提到的其他合适的热塑性聚氨酯为基于聚碳酸酯的热塑性聚氨酯，但一般来说，此处提到的只是基于聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。WO 2011/147068 A1和WO 2011/150567 A1同样涉及到阻燃热塑性聚氨酯。

基于结合金属氢氧化物的热塑性聚氨酯混合物的缺点是耐老化性低，因此这些材料不适于许多应用领域。为了提高耐老化性，例如EP 2 374 843 A1中，加入二价和三价微溶性金属氧化物。

因此，从现有技术出发，本发明的一个目的是提供阻燃热塑性聚氨酯，其具有良好的机械性能和良好的阻燃性质，且具有良好的耐水解性和耐老化性。

本发明的所述目的通过一种组合物而实现，所述组合物包含至少一种热塑性聚氨酯、至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂，其中热塑性聚氨酯是基于至少一种二异丙烯酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇的热塑性聚氨酯。

本发明的组合物包含至少一种热塑性聚氨酯，所述聚氨酯基于至少一种二异丙烯酸酯和至少一种聚碳酸酯二醇，所述组合物也包含至少一种金属氢氧化物和至少一种含磷阻燃剂。出乎意料地，发现本发明的组合物相比现有技术已知的组合物具有更好的性能，例如改进的阻燃性和更好的耐老化性。此外，本发明的组合物在烟密度方面具有良好的性能，以及具有良好的机械性能。机械性能量度的实例为由本发明的组合物制备的模制品的拉伸强度或断裂伸长率。拉伸强度根据DIN 53504测定。