[发明专利]阻燃热塑性聚氨酯

说明书

本发明涉及一种组合物，其包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU‑1、基于芳族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU‑2、三聚氰胺氰脲酸盐、选自磷酸衍生物和膦酸衍生物的第一含磷阻燃剂(F1)、以及选自次膦酸衍生物的其他含磷阻燃剂(F2)。本发明还涉及所述组合物用于制备电缆护套的用途。

本发明涉及一种组合物，其包含至少一种基于脂族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-1、基于芳族二异氰酸酯的热塑性聚氨酯TPU-2、三聚氰胺氰脲酸盐、选自磷酸衍生物和膦酸衍生物的第一含膦阻燃剂(F1)、以及选自次膦酸衍生物的其他含磷阻燃剂(F2)。本发明还涉及所述组合物用于制备电缆护套的用途。

由PVC制成的电缆具有在燃烧时释放有毒气体的缺点。因此，正在开发基于热塑性聚氨酯的产品，其具有更低的烟气毒性且具有良好的机械性能、抗磨损性和柔性。由于燃烧性能不足，因此正在开发基于热塑性聚氨酯的组合物，其包含多种阻燃剂。

特别地，阻燃热塑性聚氨酯在电缆制备中用作电缆护套。此处，通常需要具有既通过相关的火焰测试(例如VW1)又具有足够的机械性能的薄的电缆护套的细电缆。

在这些情况下，卤化阻燃剂和无卤阻燃剂均可加入到热塑性聚氨酯(TPU)中。包含无卤阻燃剂的热塑性聚氨酯通常具有在燃烧时释放较小毒性和较小腐蚀性烟气的优点。无卤阻燃TPU记载于，例如，EP 0 617 079 A2、WO 2006/121549 A1或WO 03/066723 A2中。US2013/0059955 A1还公开了包含基于磷酸酯的阻燃剂的无卤TPU组合物。

US 2013/0081853 A1涉及这样的组合物，优选无卤阻燃组合物，其包含TPU聚合物和聚烯烃以及基于磷的阻燃剂和其他添加剂。根据US 2013/0081853 A1，所述组合物具有良好的机械性能。

三聚氰胺氰脲酸盐作为阻燃剂用于工业塑料也是早已知晓的。其广泛应用于尤其是聚酰胺中，还应用于聚酯和其他塑料如基于苯乙烯的聚合物中。例如，WO 97/00916 A记载了三聚氰胺氰脲酸盐与钨酸/钨盐结合作为阻燃剂用于脂族聚酰胺。EP 0 019 768 A1公开了含有三聚氰胺氰脲酸盐与红磷的混合物的防火聚酰胺。

根据WO 03/066723，在低壁厚的情况下，仅包含三聚氰胺氰脲酸盐作为阻燃剂的材料，既不具有良好的极限氧指数(LOI)也不具有良好的阻燃性，所述阻燃性例如通过在UL94测试中的性能确定。WO 2006/121549 A1也记载了包含三聚氰胺多磷酸盐、次膦酸盐和硼酸盐的结合物作为阻燃剂的材料。这些材料在低壁厚下确实获得了高的LOI值，但在UL 94测试中没有得到良好的结果。

还存在多种已知的包含作为阻燃剂的三聚氰胺氰脲酸盐与磷化合物的结合物的热塑性聚氨酯。EP 0 617 079 A2和DE 102 24 340 A1公开了在UL 94测试中(特别在UL94V测试中)表现出良好的性能但同时具有低的LOI值的材料。

例如，包含三聚氰胺氰脲酸盐与磷酸酯和膦酸酯的结合物作为阻燃剂的材料在UL94V测试中具有良好的结果，但具有非常低的LOI值，例如＜25％。这种三聚氰胺氰脲酸盐与磷酸酯和膦酸酯的结合物不足以作为阻燃剂，特别是在细电缆的护套的情况下。对于各种阻燃应用，高的LOI值是标准(例如DIN EN 45545)中要求的。

相比之下，使用三聚氰胺氰脲酸盐与次膦酸盐的结合物可获得非常高的LOI值(＞30％)，但在UL 94V测试中得不到良好的结果。相应的材料公开于，例如US 6,207,736 B1、US 6,255,371、US 6,365,071 B1、US 6,509,401 B1和US 6,547,992 B1中。

由现有技术已知的许多组合物未显示出足够的机械性能或在UL 94V测试中仅具有不充分的燃烧性能，例如阻燃功效和性能。