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Abstract

composição de poliuretano termoplástico retardante de chama não halogenado, embalagem de retardante de chama não halogenado, processos para produção de uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama não halogenado e para produção de uma construção de cabo e fio, construção de cabo e fio, e, artigo conformado. são divulgadas composições de poliuretano termoplástico retardante de chama (tpu) tendo uma embalagem de retardante de chama contendo um componente de organo-fosfinato, um componente de organo-fosfato, e um álcool poliídrico. os componentes retardantes de chama podem estar presentes em um montante de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso do composto de fosfinato; de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso do composto de fosfato, e de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso do álcool poliídrico, com base no peso total da composição de tpu. são divulgados processos parapreparação das composições de tpu e de fabricação de fios e cabos revestidos empregando as composições de tpu como cobertura dos mesmos. as composições de tpu apresentam excelentes capacidades de retardamento de chama medidas por teste de índice limite de oxigênio e/ou testes de queima vertical ul/94.

Description

“COMPOSIÇÃO DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICO RETARDANTE DE CHAMA NÃO HALOGENADO, PROCESSOS PARA PRODUÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICO RETARDANTE DE CHAMA NÃO HALOGENADO E PARA PRODUÇÃO DE UMA CONSTRUÇÃO DE CABO E FIO, CONSTRUÇÃO DE CABO E FIO, E, ARTIGO CONFORMADO” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO
Este pedido reivindica prioridade ao Pedido U.S. Número de série 60/671009 protocolado em 13 de abril de 2005.
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a composições de poliuretano termoplástico retardante de chama (TPU), e mais particularmente a composições de poliuretano retardante de chama contendo vários retardames de chama não halogenados. As composições de TPU são úteis para aplicações onde é desejável alto desempenho de chama, como em aplicações de fios e cabos, filme soprado, aplicações de moldagem, e similares. Esta invenção também se refere a processos para produção de composições de TPU e processos para produção de coberturas de fios e cabos.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Aditivos halogenados, como os baseados em flúor, cloro, e bromo, têm sido usados para conferir propriedades retardantes de chama a composições de TPU. Nos últimos anos, certas aplicações de uso final estão especificando composições de TPU isentas de halogêrtio. Isto exigiu que os formuladores de TPU procurassem outros retardantes de chama para substituir os aditivos halogenados previamente utilizados.
Publicação do Pedido de Patente No. U.S. 2005/0011401 divulga um material elástico de cobertura de piso que inclui um sal fosflnato ou um sal difbsfinato como retardante de chama.
Patente U.S. 6 777 466 concedida a Eckstein, et a!, divulga o uso de cianurato de melamina como o único aditivo retardante de chama na composição de TPU.
Patente U.S. 6 547 992 concedida a Schlosser et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos componentes fosfinato e/ou difosfínato e um composto inorgânico sintético e/ou um produto mineral. Adicionalmente, a combinação retardante de chama divulgada pode incluir componentes contendo nitrogênio.
Patente U.S. 6 365 071 concedida a Jenewein et al. divulga uma combinação retardante de chama para polímeros termoplásticos incluindo certos componentes fosfinato e/ou difosfínato e certos componentes contendo nitrogênio.
Patente U.S. 6 509 401 concedida a Jenewein et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos componentes contendo fósforo e certos componentes contendo nitrogênio para polímeros termoplásticos.
Patente U.S. 6 255 371 concedida a Schlosser et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos componentes fosfinato e/ou difosfínato em combinação com certos componentes derivados de melamina.
Patente U.S. 6 207 736 concedida a Nass et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos sais de ácido fosfinico e/ou sais de ácido difosfínico e certos componentes fosfato contendo nitrogênio.
Ainda há necessidade na técnica de combinações retardantes de chama não halogenadas eficazes que confiram características retardantes de chama a composições termoplásticas de poliuretano, não prejudicando a resistência mecânica e a processabilidade.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma composição de TPU retardante de chama não halogenado que proporcione as capacidades retardantes de chama desejadas enquanto apresenta propriedades mecânicas e de processamento aceitáveis.
Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma composição de TPU que possa ser usada como cobertura de fios e cabos revestidos.
Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover um processo para preparação de uma composição de TPU que seja adequada para cobertura retardante de chama em fios e cabos revestidos.
Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma embalagem retardante de chama para uso com poliuretanos termoplásticos.
Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover um método para tomar uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama.
Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma cobertura de fio e cabo utilizando uma composição de TPU retardante de chama.
Em um aspecto da invenção, é fornecida uma composição de poliuretano termoplástico (TPU). A composição inclui pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico e uma embalagem de retardante de chama.
Em um aspecto, a composição inclui pelo menos um poliuretano termoplástico e de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso do composto proprietário fosfinato Exolit® OP 1311; de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso do composto proprietário tipo fosfato retardante de chama isento de halogênio NcendX® P-30; e de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso de dipentaeritritol, em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição dc poliuretano termoplástico. A composição pode incluir adicionalmente de cerca de 0 a cerca de 10 % em peso de pentaborato de amônio ou borato de zinco.
Em outro aspecto, o polímero de poliuretano termoplástico é selecionado entre poliuretano poliéster, poliuretano poliéter, poliuretano policarbonato e combinações dos mesmos.
Em outro aspecto, a composição inclui de cerca de 0 a cerca de 5 % em peso de um componente retardante de chama inorgânico como talco, fosfato de amônio, polifosfato de amônio, carbonato de cálcio, oxido de antimônio, argila, argila montmorillonita, e suas misturas.
Em outro aspecto a composição inclui, como componentes retardantes de chama orgânicos, um composto de fosfinato, um composto retardante de chama baseado em fosfato, e um álcool poliídrico.
Em outro aspecto, a embalagem de aditivos retardante de chamas inclui três componentes retardantes de chama não halogenados, em que a embalagem de aditivos retardante de chamas está presente em um montante suficiente para conferir pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada à composição de poliuretano termoplástico.
Em outro aspecto, a característica de retardante de chama predeterminada é um índice limite de oxigênio de pelo menos cerca de 35 medido de acordo com ASTM D-2863.
Em outro aspecto, a característica de retardante de chama predeterminada é um grau de inflamabilidade VO em uma espessura de cerca de 75 mils (1,90 mm) medido de acordo com o teste de inflamabilidade vertical (Norma 94) do Underwriters Laboratory (E1L 94). Em outro aspecto, a característica de retardante de chama predeterminada é um índice limite de Oxigênio (Limited Oxygen Index, LOI), de pelo menos 35 para composições úteis para cobertura de fios e cabos de acordo com normas aplicáveis como UL 1581, UL 1666, CSA FT-I, FT-4, UL 1685, IEEE 1202, IEC 332- 3, e similares.
Em outro aspecto, a embalagem de retardante de chama inclui um retardante de chama baseado em fosfinato, e em um álcool poliídrico. A embalagem de retardante de chama pode ainda incluir um componente retardante de chama inorgânico.
Em outro aspecto, em um método de transformação de uma composição de poliuretano termoplástico em retardante de chama, uma embalagem de retardante de chama é usado em um montante suficiente para conferir pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada à composição de poliuretano termoplástico.
Em outro aspecto, ingredientes de poliuretano termoplástico incluindo um intermediário polimérico selecionado entre poliéster terminado em hídroxila, poliéter terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, e suas misturas; um poliisocianato; e um extensor de cadeia são misturados em um dispositivo de mistura capaz de misturar com cisalhamento os ingredientes de poliuretano. Uma embalagem de retardante de chama é adicionado ao dispositivo de mistura, sendo que a embalagem de aditivos retardante de chama inclui Exolit® OP 1311, um aditivo proprietário baseado em fosfinato e dipentaeritritol.
Em outro aspecto, uma construção de cabo ou fio é produzida por extrusão de uma camada de isolamento de um material polimérico não condutor sobre pelo menos um condutor metálico; e extrusão de uma cobertura retardante de chama para cobrir o condutor metálico isolado. A cobertura é uma composição de poliuretano termoplástico contendo pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico ; de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado incluindo um composto de fosfinato; de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado incluindo um retardante de chama baseado em fosfato, e de cerca de 0,1 a cerca de 15 % cm peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol, baseado no peso total da composição de poliuretano termoplástico. A composição pode incluir adicionalmente de cerca de 0 a cerca de 10 % em peso de pentaborato de amônio ou borato de zinco.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
As composições de poliuretano termoplástico (TPU) da presente invenção incluem pelo menos um polímero TPU junto com aditivos retardantes de chama. O tipo de polímero TPU usado nesta invenção pode ser qualquer polímero TPU convencional que é conhecido na técnica e na literatura desde que o polímero TPU seja capaz de conferir as propriedades mecânicas e físicas desejadas à composição final retardante de chama.
Modos de realização da invenção incluem adicionar certos componentes retardantes de chama ao polímero TPU para obter as desejadas propriedades retardantes de chama da composição de TPU. São de particular interesse componentes orgânicos retardantes de chama incluindo um composto de fosfmato baseado em um sal orgânico de ácido fosfínico. Fosfinatos orgânicos são uma adição recente à esfera de retardantes de chama usados na engenharia de termoplásticos. Um fosfinato preferido pe comercializado como o composto proprietário Exolit® OP 1311, disponível na Clariant GmbH, Alemanha. Um fosfmato orgânico é usado em conjunto com outros retardantes de chama em um modo de realização de exemplo da embalagem de retardante de chama. O composto de fosfinato pode estar presente em um modo de realização de exemplo da composição de TPU retardante de chama em um montante de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 15 a cerca de 25 % em peso, com base no peso total da composição de TPU.
Outros componentes orgânicos retardantes de chama incluem fosfatos orgânicos como triaril fosfatos, e preferivelmente um trifenil fosfato, e mais preferivelmente um retardante de chama proprietário baseado em fósforo, a saber NcendX© P-30 da Albermarle Corporation. O fosfato orgânico pode estar presente em um modo de realização de exemplo e um montante de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 10 % em peso, com base no peso total da composição de TPU.
Outros componentes orgânicos retardantes de chama incluem alcoóis poliídricos como pentaeritritol e dipentaeritritol. O álcool poliídrico pode estar presente em um modo de realização de exemplo e um montante de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 2,5 a cerca de 10 % em peso, com base no peso total da composição de TPU. A composição pode incluir adicionalmente de cerca de 0 a cerca de 10 % em peso de pentaborato de amônio ou borato de zinco.
Além disso, vários componentes retardantes de chama inorgânicos convencionais podem ser empregados na composição retardante de chama de TPU. Retardantes de chama inorgânicos adequados incluem quaisquer daqueles especializados na técnica, como fosfato de amônio, polifosfato de amônio, carbonato de cálcio, óxído de antimônio, e argila, incluindo argila montmorillonita que é freqüentemente referida como nano-argila. Os retardantes de chama inorgânicos podem ser usados em um nível de 0 a cerca de 5 % em peso da composição de TPU. Preferivelmente, os retardantes de chama inorgânicos não estão presentes e a composição inclui somente TPU e os componentes orgânicos retardantes de chama.
Assim, em um modo de realização de exemplo, uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama inclui pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico e uma embalagem de retardante de chama incluindo um composto orgânico fosfínato, um composto orgânico fosfato, e um álcool poliídrico. Em outros modos de realização de exemplo, cargas retardantes de chama inorgânicas podem ser incorporadas na embalagem de retardante de chama.
Para algumas aplicações, aditivos auxiliares, que não são retardantes de chama em si, podem ser usados nas composições de TPU desta invenção. Aditivos como colorantes, antioxidantes, antiozonantes, estabilizadores de luz, cargas inertes, e similares podem ser usados em montantes de 0 to 5 % em peso da composição de TPU. Preferivelmente, aditivos auxiliares não estão presentes na composição de TPU.
Em um modo de realização, o polímero de TPU pode ser preparado reagindo um poliisocianato com um intermediário como poliéster terminado em hidroxiía, polictcr terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, ou suas misturas; com um ou mais glicóis extensores de cadeia, todos bem conhecidos dos especialistas da técnica. Patente U.S. 6 777 466 concedida a Eckstein et al. provê divulgação detalhada de processos par fornecer certos polímeros TPU que podem ser utilizados nos modos de realização da presente invenção e é aqui incorporada em sua totalidade. O polímero tipo TPU usado nesta invenção pode ser qualquer polímero TPU convencional que é conhecido na técnica e na literatura, desde que o polímero TPU tenha peso molecular adequado. O polímero TPU é geralmente preparado reagindo um poliisocianato com um intermediário como poliéster terminado em hidroxila, poliéter terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, ou suas misturas; com um ou mais extensores de cadeia, todos bem conhecidos dos especialistas da técnica. O intermediário poliéster tenninado em hidroxila é geralmente um poliéster linear tendo um peso molecular médio numérico (Mn) de cerca de 500 a cerca de 10 000, desejavelmente de cerca de 700 a cerca de 5 000, e preferivelmente de cerca de 700 a cerca de 4 000, um número de ácido geralmente inferior a 1,3 e preferivelmente inferior a 0,8. O peso molecular é determinado por teste dos grupos funcionais terminais e é relacionado ao peso molecular médio numérico. Os polímeros são produzidos por (1) uma reação de esterificação de um ou mais glicóis com um ou mais ácidos ou anídridos dicarboxílicos ou (2) por reação de transesterificação, i.e., a reação de um ou mais glicóis com ésteres de ácidos dicarboxílicos. Razões molares geralmente de mais de um mol de glicol para ácido são preferidas de modo a obter cadeias lineares tendo uma preponderância de grupos hidroxila terminais. Intermediários de poliéster adequados também incluem várias lactonas como policaprolactona tipicamente feitas de ε-caprolactona e um iniciador bifuncional como dietileno glicol. Os ácidos dicarboxílicos do poliéster desejado podem ser alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos ou suas combinações. Ácidos dicarboxílicos adequados que podem ser usados sozinhos ou em misturas geralmente possuem um total de 4 a 15 átomos de carbono e incluem: succínico, glutárico, adípico, pimélico, subérico, azeláico, sebácico, dodecanodióico, isoftálico, tereftálico, cicloexano dicarboxílico, e similares. Anídridos dos ácidos dicarboxílicos acima como anidrido ftálíco, anidrido tetraidroftálico ou similares, podem também, ser usados. Ácido adípico é o ácido preferido. Os glicóis que são reagidos para formar um intermediário poliéster desejável podem ser alifáticos, aromáticos ou suas combinações, e possuem um total de 2 a 12 átomos de carbono, e incluem etileno glicol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2,2-dimetil-l,3-propanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, decametileno glicol, dodecametileno glicol, e similares; 1,4-butanodiol é o glicol preferido.
Intermediários políéter terminados cm hidroxila são poliéter polióis derivados de um diol ou poliol tendo um total de 2 a 15 átomos de carbono, preferivelmente um alquil diol ou glicol que é reagido com um éter contendo um óxido de alquileno tendo 2 a 6 átomos de carbono, tipicamente óxido de etileno ou óxido de propileno ou suas misturas. Por exemplo, poliéter hidróxi-funcional pode ser produzido reagindo primeiramente propileno glicol com óxido de propileno seguido por subsequente reação com óxido de etileno. Grupos hidroxila primários resultantes de óxido de etileno são mais reativos que grupos hidroxila secundários e, assim, preferidos. Poliéter polióis comerciais úteis incluem poli(etileno glicol) composto de óxido de etileno reagido com etileno glicol, poli(propileno glicol) composto de óxido de propileno reagido com propileno glicol, poli(tetrametil glicol) composto de água reagida com tetraidrofurano (PTMG). Politetrametileno éter glicol (PTMEG) é o intermediário poliéter preferido. Poliéter polióis incluem adicionalmente adutos de poliamida de um óxido de alquileno e podem incluir, por exemplo, aduto de etilenodiamina composto do produto de reação de etilenodiamina com óxido de propileno, aduto de dietilenotriamina composto do produto de reação de dietilenotriamina com óxido de propileno, e poliéter polióis do tipo poliamida similares. Copoliéteres podem também ser utilizados na corrente invenção. Copoliéteres típicos incluem o produto de reação de THF com óxido de etileno ou THF com óxido de propileno. Estes são disponíveis da BASF como Poly THF B, um copolímero em bloco, e Poly THF R, um copolímero aleatório. Os vários intermediários poliéter geralmente possuem um peso molecular médio numérico (Mn), determinado por ensaio dos grupos funcionais terminais que é um peso molecular médio de cerca de 500 a cerca de 10 000, desejavelmente de cerca de 500 a cerca de 5 000, e preferivelmente de cerca de 700 a cerca de 3 000. A resina de poliuretano baseada em policarbonato desta invenção é preparada reagindo um diisocianato com uma combinação de um policarbonato terminado em hidroxila e um extensor de cadeia. O policarbonato terminado em hidroxila pode ser preparado reagindo um glicol com um carbonato.
Patente U.S. 4 131 731 divulga policarbonatos terminados em hidroxila e sua preparação. Tais policarbonatos são lineares e possuem grupos hidroxila terminais com exclusão essencial de outros grupos terminais. Os reagentes essenciais são glicóis e carbonatos. Gücóis adequados são selecionados entre dióis alifáticos e cicloalifáticos contendo 4 a 40, e preferivelmente 4 a 12 átomos de carbono, e polioxialquileno glicóis contendo 2 a 20 grupos alcóxi por molécula com cada grupo alcóxi contendo 2 a 4 átomos de carbono. Dióis adequados para uso na presente invenção incluem dióis alifáticos contendo 4 a 12 átomos de carbono como butanodiol-1,4, pentanodiol-1,4, neopentil glicol, hexanodiol-1,6, 2,2,4-trímetilexanodiol-1,6, decanodiol-1,10, dilinoleilglicol hidrogenado, dioleilglicol hidrogenado; e dióis cicloalifáticos como cicloexanodiol-1,3, dimetilolcicloexano-1,4, cicloexanodiol-1,4, dimetiiolcicloexano-1,3, l,4-endometíleno-2-hÍdróxi-5-hidroximei.il cicloexano, e polialquileno glicóis. Os dióis usados na reação pode, ser um diol simples ou uma mistura de dióis dependendo das propriedades desejadas no produto acabado.
Intermediários policarbonato que são terminados em hidroxila são geralmente aqueles conhecidos na técnica e na literatura. Carbonatos adequados são selecionados entre carbonatos de alquileno compostos de um anel de 5 a 7 membros tendo a seguinte fórmula geral: O
C \/° R onde R é um radical divalente saturado contendo 2 a 6 átomos de carbono lineares. Carbonatos adequados para uso neste contexto incluem carbonato de etileno, carbonato de trimetileno, carbonato de tetrametileno, carbonato de 1,2-propileno, carbonato de 1,2-butileno, carbonato de 2,3-butileno, carbonato de 1,2-etileno, carbonato de 1,3-pentileno, carbonato de 1,4-pentileno, carbonato de 2,3- pentileno, e carbonato de 2,4-pentileno.
Além disso, são aqui adequados dialquilcarbonatos, carbonatos cicloalifáticos, e diarilcarbonatos. Os dialquilcarbonatos podem conter 2 a 5 átomos de carbono em cada grupo alquila e exemplos específicos dos mesmos são díetilcarbonato e dipropilcarbonato. Carbonatos cicloalifáticos, especialmente carbonatos dicicloalifáticos, podem conter 4 a 7 átomos de carbono em cada estrutura cíclica, e pode haver uma ou duas dessas estruturas. Quando um grupo é cicloalifático, o outro pode ser alquila ou arila. Por outro lado, se um grupo é arila, o outro pode ser alquila ou cicloalifático. Exemplos preferidos de diarilcarbonatos, que pode, conter 6 a 20 átomos de carbono em cada grupo arila, são difenilcarbonato, ditolilcarbonato, e dinaftilcarbonato. A reação é realizada reagindo um glico! com um carbonato, preferivelmente um carbonato de alquileno na faixa molar de 10: 1 a 1 : 10, mas preferivelmente 3 : 1 a 1 :3 em uma temperatura de 100°C a 300°C e em uma pressão na faixa de 0,1 a 300 mm de mercúrio na presença ou ausência de um catalisador de interesterificação, com remoção de glicóis de baixo ponto de ebulição por destilação.
Mais especificamente, os policarbonatos terminados em hidroxila são preparados em dois estágios. No primeiro estágio, um glicol é reagido com um carbonato de alquileno para formar um polícarbonato terminado em hidroxila com baixo peso molecular. O glicol de baixo ponto de ebulição é removido por destilação a uma temperatura de 100°C a 300°C, preferivelmente de 150°C a 250°C, sob uma pressão reduzida de 10 a 30 mm Hg, preferivelmente 50 a 200 mm Hg. Uma coluna de fracionamento é usada para separar o subproduto glicol da mistura de reação. O subproduto glicol é retirado do topo da coluna e os reagentes carbonato de alquileno e glicol não reagidos são retomados para o vaso de reação como refluxo. Uma corrente de gás inerte ou solvente inerte pode ser usada para facilitar a remoção do subproduto glicol à medida em que este é formado. Quando o montante de subproduto glicol obtido indica que o grau de polimerização do polícarbonato terminado em hidroxila está na faixa de 2 a 10, a pressão é gradualmente reduzida para 0,1 a 10 mm Hg e o glicol e carbonato de alquileno não reagidos são removidos. Isto marca o início do segundo estágio de reação durante o que o policarbonato terminado em hidroxila de baixo peso molecular é condensado por retirada de glicol por destilação à medida que este é formado a uma temperatura de 100°C a 300°C, preferivelmente 150°C a 250°C e a uma pressão de 0,1 a 10 mm Hg até obtenção do desejado peso molecular para o policarbonato terminado em hidroxila. Peso molecular (Mn) dos policarbonatos terminados em hidroxila pode variar de cerca de 500 a cerca de 10 000, mas em um modo de realização preferido, ficará na faixa de ÇAA „ ΊϊΠΛ auo d ljw, Glicóis extensores adequados (i.e., extensores de cadeia) são glicóis de cadeia curta ou alifáticos inferiores tendo de cerca de 2 a cerca de 10 átomos de carbono e incluem, por exemplo, etileno glicol, dietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanoI hidroquinona di(hidroxietíl) éter, neopentilglicol, e similares, com 1,4-butanodiol sendo preferido. O polímero TPU desejado usado na composição de TPÜ desta invenção é geralmente preparado a partir dos intermediários acima indicados como poliésteres, poíiéter ou policarbonato terminados em hidroxila, preferivelmente poíiéter, que são adicionalmente reagidos com um poliisocianato, preferivelmente um diisocianato, junto com glicol extensor desejavelmente em um assim chamado processo de uma etapa ou co-reação simultânea de intermediário poliéster, policarbonato ou poíiéter, diisocianato, e extensor glicol para produzir um polímero TPU linear de alto peso molecular. A preparação do macroglicol é geralmente bem conhecido na técnica e na literatura e qualquer método adequado pode ser usado. O peso molecular médio em peso (Mw) do polímero TPU é, geralmente de cerca de 80 000 a 800 000, e preferivelmente de cerca de 00 000 a cerca de 450 000 Daltons. O montante em peso equivalente de diisocianato para o montante equivalente em peso total de componentes contendo hidroxila, isto é o poliéster, poliéter ou policarbonato terminado em hidroxila e extensor de cadeia glicol, é de cerca de 0,95 a cerca de 1,10, desejavelmente de cerca de 0,96 a cerca de 1,02, e preferivelmente de cerca de 0,97 a cerca de 1,005. Diisocianatos adequados incluem diisocianatos aromáticos como : 4,4’-metilenobis-(fenil isocianato) (MDI); diisocianato de m-xilileno (XDI), fenileno-l,4-diisocianato, naftaleno-1,5- diisocianato, dÍfeniImetano-3,3'-dimetóxi-4,4'-diisocianato e diisocianato de tolueno (TDI); bem como diisocianatos alifáticos como diisocianato de isoforona (IPDT), diisocianato de 1,4- cicloexila (CHDI), decano-l,10-diisocianato, e dicicloexilmetano- 4,4'-diisocianato. O diisocianato mais preferido é 4,4'-metilenobis(fenil isocianato), i.e., MDI. O polímero TPU desejado utilizado na composição de TPU é geralmente preparado a partir dos intermediários acima notados em um assim chamado processo de uma etapa ou co-reação simultânea de intermediário poliéster, policarbonato ou poliéter; poliisocianato; e extensor de cadeia para produzir um polímero TPU linear de alto peso molecular.
No processo de polimerização de uma etapa que geralmente ocorre in situ, uma reação simultânea ocorre entre três componentes, isto é, o um ou mais intermediários, o um ou mais poliisocianatos, e o um ou mais extensores de cadeia, com a reação sendo geralmente iniciada em uma temperatura de cerca de 100°C a cerca de 120°C. Visto que a reação é exotérmica, a temperatura de reação geralmente aumenta a cerca de 220°C-250°C. Em um modo de realização de exemplo, o polímero TPU pode ser peletizado após a reação. Os componentes retardantes de chama podem ser incorporados com as pelotas de polímero TPU para formar uma composição retardante de chama em um processo subseqüente. O polímero TPU e componentes orgânicos retardantes de chama podem ser misturados e fundidos juntos por quaisquer meios conhecidos dos especialistas da técnica. Se um polímero TPU peletizado foi usado, o polímero pode ser fundido em uma temperatura de cerca de 150°C a 215°C, preferivelmente de cerca de 160-190°C, e mais preferivelmente de cerca de 170-180°C. A temperatura particular utilizada dependerá do polímero TPU particular usado, como é bem entendido pelos especialistas na técnica. O polímero TPU e os componentes retardantes de chama são combinados para formar uma mistura física íntima. A combinação pode ocorrer em qualquer dispositivo de mistura comumente usado capaz de prover mistura com cisalhamento, mas uma extrusora de rosca dupla tendo zonas térmica múltiplas com portas de alimentação múltiplas é preferivelmente usada para o processo de combinação e fusão (processamento). O polímero TPU e componentes retardantes de chama podem ser pré-combinados antes da adição à extrusora de processamento ou podem ser adicionados ou acrescentados com medição na extrusora de processamento em diferentes correntes e em diferentes zonas da extrusora.
Em um modo de realização alternativo, o polímero TPU não é peletizado antes da adição dos componentes retardantes de chama. Ao invés disso, o processo para formação de uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama é um processo contínuo in situ. Os ingredientes para formação do polímero de poliuretano são adicionados a um vaso de reação, como uma extrusora de rosca dupla como indicado acima. Após formação do polímero de poliuretano termoplástico, os componentes retardantes de chama podem ser adicionados ou acrescentados com medição na extrusora em diferentes correntes e/ou diferentes zonas da extrusora para formar uma composição de poliuretano termoplástico. Os componentes retardantes de chama são adicionados em uma quantidade suficiente para conferir pelo menos uma característica predeterminada de retardamento de chama à composição, como indicado em maiores detalhes abaixo. A composição de TPU resultante pode sair da matriz da extrusora em um estado fundido e ser peletizada e armazenada para posterior uso na fabricação de artigos acabados. Os artigos acabados podem compreender peças moldadas por injeção, especialmente utilizando composições de TPU baseadas em poliuretano poliéster. Outros artigos acabados podem incluir perfis extrusados. A composição de TPU pode ser utilizada como uma cobertura de cabo como indicado em maiores detalhes abaixo.
Poliuretanos termoplásticos são geralmente valorizados em aplicações finais devido a sua resistência a abrasão e desgaste, tenacidade, durabilidade e flexibilidade em baixa temperatura, facilidade de processamento, e outros atributos. Caso aditivos, como retardantes de chama, estejam presentes em uma composição de TPU, pode ocorrer alguma redução nas propriedades desejados do material. A embalagem retardante de chama deveria assim proporcionar o desejado retardo de chama sem sacrificar outras propriedades do material.
Uma propriedade a considerar é a desejada resistência a tração na ruptura da composição de TPU medida de acordo com ASTM D412. Em um modo de realização, a resistência a tração na ruptura é de pelo menos r 1500 psi (10,34 MPa) e alongamento 150%. E também importante notar que a resistência a tração na ruptura mencionada nesta divulgação é a resistência a tração medida na composição de TPU retardante de chama depois de seu processamento em uma peça acabada.
As composições de TPU divulgadas, devido a suas propriedades de retardamento de chama, resistência à abrasão e boa resistência à tração, são particularmente adequadas para uso como cobertura para condutores elétricos na fabricação de fios e cabos revestidos. Um ou mais condutores isolados podem ser revestidos com material de isolação elétrica como fibra de vidro ou outro têxtil não inflamável. O condutor ou conjunto de condutores é então revestido por um material de cobertura (i.e., uma composição de TPU) para proteção dos condutores elétricos, E necessário que este material de cobertura seja resistente a chama para o caso da ocorrência de um incêndio.
Os tipos de fios e cabos revestidos mais adequados para usar uma cobertura feita com as composições de I PU estão detalhados na norma UL-1581 que contém detalhes específicos dos condutores, da isolação, da cobertura e outras camadas de revestimento e de métodos de preparação de amostra, de seleção de espécime, de condicionamento, medição e cálculo. O desempenho em resistência a fogo de uma construção de cabo ou fio pode ser influenciado por muitos fatores, sendo a cobertura um fator. A inflamabilidade da isolação bem como de outros componentes internos como revestimentos de papel, enchimentos e similares podem também afetar a resistência a fogo de uma construção de cabo ou fio.
Modos de realização exemplares de fios e cabos revestidos consistem na extrusão de uma composição de TPU sobre um conjunto de condutores isolados para formar uma cobertura em redor dos condutores isolados. A espessura da cobertura depende das condições da aplicação final desejada. Espessura típica da cobertura fica na faixa de cerca de 0,25 a 5 mm, mais tipicamente na faixa de cerca de 0,5 mm a cerca de 1,5 mm. A cobertura mais fina tem tipicamente espessura de 0,51 a 0,76 mm e portanto um LOI mínimo de 35 é desejável nesta espessura para tomar a cobertura adequada para uso em aplicações de bandejas de cabo sujeitas a fogo.
As composições de TPU podem ser extrusadas para formar a cobertura a partir de uma composição de TPU pré-fabricada. Usualmente, a composição de TPU está na forma de pelotas para alimentação fácil na extrusora. Este método é o mais comum, pois a composição de TPU não é normalmente feita pelo fabricante de fio e cabo. Entretanto, de acordo com um modo de realização exemplar da invenção, a cobertura do fio ou cabo pode ser extrusada diretamente a partir de extrusora adequada para mistura e fusão sem passar pela etapa separada de peletização da composição de TPU retardante de chama.
Outra propriedade do TPU limpo que pode ser alterada pela adição de componentes retardantes de chama é a processabilidade. Assim é vantajoso empregar um retardante de chama que só afete minimamente a processabilidade, se o fizer. Nesta divulgação "processabilidade" refere-se a duas fases: a mistura e fusão inicial (e peletização) da composição de TPU e o processamento secundário, como extrusão em uma cobertura para fios e cabos. Na fase de mistura e fusão inicial, as qualidades desejadas se referem a integridade de fio, ausência de resíduos de polímero aderidos à superfície externa da matriz, uniformidade na peletização, e similares. No processamento secundário, podem ser desejadas qualidades adicionais como capacidade de extrusão de chapas, aparência estética, ausência de fragilidade, superfície lisa (sem protuberâncias ou não rugosa), etc. A superfície deve ser uniforme, isto é, não ter áreas elevadas ou de depressão superiores a 0,1 mm. O TPU extrusado não deve ter bordas rasgadas ou salientes e deve ser capaz de manter sua resistência em fusão e não formar espuma por liberação de gases. O TPU deve também ter uma janela ampla de temperatura de processamento. É desejável que a janela de temperaturas seja de pelo menos 6 °C e preferivelmente pelo menos 11 °C, isto é a temperatura de extrusão pode ser variada em 6 °C ou 11 °C e a composição de TPU retém boas qualidades de extrusão. Isto é muito importante porque em um ambiente de produção em grande escala é difícil manter uma temperatura de extrusão exatamente ajustada. Os aspectos acima indicados definem o que é designado como boa processabilidade.
Uma característica de retardante de chama conferida à composição de TPU pode ser um índice limite de oxigênio (LOI) melhorado.
Em muitas aplicações, o TPU retardante de chama deve atender a um certo padrão de LOI. O teste de LOI foi formalizado como ASTM D2863. O LOI é a porcentagem mínima de oxigênio que permite que a amostra mantenha combustão em condições especificadas em modo similar ao de uma vela, e assim pode ser considerado como uma medida da facilidade de extinção de uma amostra. Um modo de realização exemplar da presente invenção provê uma composição de TPU retardante de chama tendo um LOI de pelo menos cerca de 35. Resultados de LOI de pelo menos 35 são muito inesperados para composições de TPU, pois normalmente o LOI é de menos de 30, e mais tipicamente de cerca de 25 para composições de TPU com retardamento de chama. Muitos usuários exigem um LOI de 35 para cabos que são colocados em bandejas em edifícios e esta exigência de um de LOI de 35 tem impedido o uso de TPU nesta aplicação.
Outra característica do retardante de chama é medida pelo ensaio de queima vertical conforme norma UL 94 do Underwriters Laboratories (Vertical Bum Standard - UL-94). Um modo de realização exemplar da presente invenção provê uma composição de TPU retardante de chama capaz de obter uma classificação V-0 no teste UL-94 em uma espessura de cerca de 1,90 mm. Como a classificação UL deve sempre ser relatada com a espessura, um modo de realização exemplar atinge uma classificação V-0 em uma espessura de cerca de 1,90 mm. A invenção será mais bem entendida por referência aos seguintes exemplos.
Outro ingrediente útil para as composições de TPU desta invenção é um antioxidante, como fenóis impedidos e difenilamína dialquilada. Os antioxidantes, se usados, são usados em nível de 0,05 a 2,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 a 1,0, e no máximo de preferência de 0,1 a 0,5 % em peso, com base no peso total da composição de TPU.
EXEMPLOS
Os Exemplos 1 e 2 são apresentados para mostrar os retardantes de chama não halogenados preferidos em uma formulação de TPU poliéter. Exemplos 1 e 2 usam um TPU comercialmente disponível com dureza 95 Shore A (Cstane® 58212) em forma de pelota, que foi feito usando um intermediário éter PTMEG, extensor de cadeia butanodiol (BDO) e diisocianato MD1. No Exemplo 2, os três retardantes de chama não halogenados usados (fosfinato, fosfato e álcool poliídrico) foram adicionados ao TPU por mistura com cisalhamento dos ingredientes em uma extrusora. Nos Exemplos 1 e 3, o fosfato retardante de chama, que é um líquido, foi inicialmente intumescido em pelotas de TPU e os outros ingredientes foram adicionados por mistura com cisalhamento em uma extrusora. O Exemplo 3 é apresentado para mostrar os retardantes de chama não halogenados preferidos em uma formulação de TPU poliéster. O TPU de poliéter é um TPU comercialmente disponível (Estane® X-4809) que tem dureza Shore D de 50D. A Tabela 1 abaixo mostra em % em peso as formulações usadas nos Exemplos 1-3. A Tabela 2 abaixo mostra os resultados de teste das formulações dos Exemplos 1-3. TABELA 1 Exemplos 1. tsiane® osziz i ru poneter, aureza snore a ό ae ixoveon, inc. 2. Estane® X-4809 TPU poliéster, dureza Shore D 50 de Noveon, Inc.
3. Exolit® OP 1311 da Clariant GmbH 4. NcendX® P-30 da Albermarle Corporation 5. Stalite® S da Noveon, Inc.
Os resultados de teste das composições acima são mostrados na Tabela 2 abaixo. TABELA 2 Exemplos * indica que a propriedade não foi testada Todos os três compostos mostraram boa processabilidade tanto na produção do polímero como na extrusao do composto em chapas.
Embora tenham sido expostos de acordo com os estatutos de patente, o melhor modo e o modo preferido de realização, o escopo da invenção não é por eles limitado e sim pelo escopo das reivindicações anexas.
REIVINDICAÇÕES

Claims (16)

1. Composição de políuretano termoplástico retardante de chama não halogenado, caracterizada pelo fato de incluir: (a) pelo menos um polímero de políuretano termoplástico; (b) de 5 a 40 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfmaio; (c) de 5 a 20 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfato; e (d) de 0,1 a 15 % em peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol; em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliurctano termoplástico.
2. Composição de políuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (b) o composto de fosfmato está presente em um nível de 15 a 25 % em peso.
3. Composição de políuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (c) o composto de fosfato está presente em um nível de 5 a 10 % em peso.
4. Composição de políuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (d) o pentaeritritol ou dipentaeritritol selecionado está presente em um nível de 2,5 a 10 % em peso.
5. Composição de políuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (a) o polímero de poliurctano termoplástico é selecionado entre poliéster políuretano, poliéter políuretano, policarbonato políuretano, e combinações dos mesmos.
6. Composição de políuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que em (a) o polímero de poliuretano termoplástico é poliéter poliuretano.
7. Composição de poliuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de conter adicionalmente: (e) de 0 a 5 % em peso de um componente retardante de chama inorgânico, baseado no peso total da composição de poliuretano termoplástico.
8. Composição de poliuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que em (e) o componente retardante de chama inorgânico, se presente, é selecionado entre talco, fosfato de amônio, polifosfato de amônio, pentaborato de amônio, borato de zinco, carbonato de cálcio, óxido de antimônio, argila, argila montmorillonita, e suas misturas.
9. Composição de poliuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que dita composição de poliuretano termoplástico tem um índice limite de oxigênio de pelo menos 35 medido de acordo com ASTM D-2863.
10. Composição de poliuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que dita composição de poliuretano termoplástico tem um grau de inflamabilidade VO em uma espessura de 1,90 mm medido de acordo com UL 94.
11. Composição de poliuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de incluir adicionalmente de 0,05 a 2,0 % em peso de antioxidante.
12. Composição de poliuretano termoplástico de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o referido antioxidante é selecionado entre fenóis impedidos e difenilamina dialquilada, e suas misturas.
13. Processo para produção de uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama não halogenado, caracterizado pelo fato de compreender: a) misturar ingredientes de poliuretano termoplástico compreendendo um intermediário polimérico selecionado entre poliéster terminado em hidroxila, poliéter terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, e suas misturas, um poliisocianato, e um extensor de cadeia em um dispositivo de mistura capaz de misturar com cisalhamento os ingredientes de poliuretano termoplástico; b) após (a), adicionar uma embalagem de retardante de chama ao dispositivo de mistura, sendo que a embalagem de retardante de chama inclui um primeiro componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfinato presente em um nível de 5 a 40 % em peso; um segundo componente retardante de chama não halogenado compreendendo um composto de fosfato presente em um nível de 5 a 20 % em peso; e um terceiro componente retardante de chama não halogenado selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol presente em um nível de 0,1 a 15 % em peso, em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico retardante de chama.
14. Processo para produção de uma construção de cabo e fio, caracterizado pelo fato de compreender: (a) extrusão de uma camada de isolamento de um material polimérico não condutor sobre pelo menos um condutor metálico; e (b) extrusão de uma cobertura retardante de chama para cobrir pelo menos um condutor metálico isolado; onde a cobertura é uma composição de poliuretano termoplástico como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
15. Construção de cabo e fio, caracterizada pelo fato de compreender: (a) pelo menos um condutor metálico em que o referido condutor é isolado com um material polimérico não condutor; e (b) uma cobertura retardante de chama cobrindo o referido pelo menos um condutor metálico isolado, em que a referida cobertura é uma composição de poliuretano termoplástico como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
16. Artigo conformado, caracterizado pelo fato de que compreende uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
BRPI0609786A 2005-04-13 2006-04-10 composição de poliuretano termoplástico retardante de chama não alogenado, embalagem de retardante de chama não halogenado, processos para produção de uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama não halogenado e para produção de uma construção de cabo e fio, construção de cabo e fio, e, artigo conformado BRPI0609786B1 (pt)

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Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8716379B2 (en) 2005-04-13 2014-05-06 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Non halogen flame retardant thermoplastic polyurethane
US7758964B2 (en) 2006-02-10 2010-07-20 3M Innovative Properties Company Flame resistant covercoat for flexible circuit
DE102007027851A1 (de) * 2007-06-13 2008-12-18 Tesa Ag Compound und Wickelband aus TPU
DE102007027855A1 (de) * 2007-06-13 2008-12-24 Tesa Ag Wickelband mit einer Folie aus TPU
WO2009047353A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Dsm Ip Assets B.V. Flexible flame retardant insulated wires for use in electronic equipment
US20090124734A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-14 3M Innovative Properties Company Halogen-free flame retardant resin composition
KR20090067663A (ko) * 2007-12-21 2009-06-25 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드 비할로겐 난연 열가소성 폴리우레탄 복합 수지 조성물
US20090239987A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Halogen Flame Retardant Thermoplastic Polyurethane
US20090313909A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Bayer Materialscience Llc Low density semi-rigid flame resistant foams
US8969446B2 (en) 2008-07-30 2015-03-03 Dow Global Technologies Llc Flame retardant polyurethane composition
US20100056660A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Bayer Materialscience Llc Decorative molded foams with good fire retardant properties
WO2010039616A2 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 Polyone Corporation Flame retardant thermoplastic elastomers
CN101570632B (zh) * 2009-06-16 2011-10-19 中纺投资发展股份有限公司 一种无卤阻燃热塑性聚氨酯塑料及其制备方法
WO2010147761A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Dow Global Technologies, Inc. Color-stable, halogen-free flame retardant compositions
CA2709587C (en) * 2009-07-16 2016-10-04 General Cable Technologies Corporation Thermoplastic polyurethane material with enhanced fluid immersion and water absorption capabilities
FR2960239B1 (fr) * 2010-05-18 2012-08-03 Arkema France Utilisation d'au moins deux polyolefines comme agent anti-fluage dans une composition tpe ignifugee
CA2798662C (en) 2010-05-24 2017-05-23 Dow Global Technologies Llc Halogen-free, flame retardant composition comprising crosslinked silane-g-eva
KR101785136B1 (ko) 2010-06-03 2017-10-12 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 무할로겐 난연성 ｔｐｕ 복합재
CN102295835B (zh) * 2010-06-24 2013-01-02 上海凯波特种电缆料厂有限公司 一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体护套料及其制备与应用
CN101928456B (zh) * 2010-08-24 2011-12-14 湖北科普达实业有限公司 热塑性聚氨酯弹性特种护套料
WO2012067685A1 (en) 2010-11-16 2012-05-24 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Non halogen flame retardant thermoplastic polyurethane
KR20130077227A (ko) * 2011-12-29 2013-07-09 (주)티에스씨 통신케이블 피복용 열가소성 폴리우레탄 수지 조성물
US9670337B2 (en) 2012-03-13 2017-06-06 Basf Se Flame-retardant thermoplastic polyurethane comprising coated metal hydroxides based on aluminum
JP6176675B2 (ja) 2012-03-13 2017-08-09 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンの製造方法、熱可塑性ポリウレタンの使用方法、難燃剤の使用方法
EP2641933A1 (de) 2012-03-21 2013-09-25 LANXESS Deutschland GmbH Thermoplastische Formmassen
AU2013259610B2 (en) * 2012-05-08 2016-11-17 Afl Telecommunications Llc Reinforced encapsulation for abrasion protection of cables
IN2014DN10483A (pt) 2012-06-18 2015-08-21 Lubrizol Advanced Mat Inc
US10377880B2 (en) 2012-06-22 2019-08-13 Basf Se Flame-retardant thermoplastic polyurethane based on polycarbonate diols
US9365697B2 (en) 2012-07-27 2016-06-14 Basf Se Flame-retardant thermoplastic polyurethane based on metal hydroxides and polyesterols
JP5282214B1 (ja) * 2012-10-25 2013-09-04 日本ミラクトラン株式会社 難燃性樹脂組成物
CN103087504B (zh) * 2013-01-22 2015-03-04 滨海锦翔化学助剂有限公司 一种阻燃热塑性聚氨酯及其制备方法
WO2014179092A1 (en) 2013-04-29 2014-11-06 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Halogen-free flame retardant tpu
US20150105484A1 (en) * 2013-10-14 2015-04-16 Frx Polymers, Inc. Flame retardant thermoplastic elastomers for extrusion or injection molding
CN103665829B (zh) * 2013-12-09 2016-04-06 山东一诺威聚氨酯股份有限公司 高阻燃环保热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
CN106029726A (zh) 2013-12-20 2016-10-12 巴斯夫欧洲公司 阻燃热塑性聚氨酯
WO2015090953A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Basf Se Flammgeschütztes thermoplastisches polyurethan
JP2015137310A (ja) * 2014-01-22 2015-07-30 株式会社オートネットワーク技術研究所 ポリウレタン組成物およびこれを用いた絶縁電線
EP3110882B1 (de) 2014-02-26 2020-09-30 Basf Se Flammgeschütztes thermoplastisches polyurethan
CN103865469A (zh) * 2014-03-28 2014-06-18 哈尔滨理工大学 蒙脱土改性醇溶型聚氨酯胶黏剂的制备方法
KR20180044938A (ko) 2015-08-21 2018-05-03 바스프 에스이 난연제 열가소성 폴리우레탄
US10815376B2 (en) 2015-08-21 2020-10-27 Basf Se Flame-retardant thermoplastic polyurethane
KR101772757B1 (ko) 2015-09-15 2017-08-30 롯데케미칼 주식회사 열안정성이 향상된 폴리카보네이트/폴리에스테르 얼로이 수지 조성물
KR20180084846A (ko) * 2015-11-06 2018-07-25 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드 결정질의 고탄성률 열가소성 폴리우레탄
EP3371237A1 (en) * 2015-11-06 2018-09-12 Lubrizol Advanced Materials, Inc. High modulus thermoplastic polyurethane
JP6327243B2 (ja) * 2015-12-24 2018-05-23 住友電気工業株式会社 絶縁シート及びフラットケーブル
JP2021501824A (ja) 2017-11-03 2021-01-21 ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアＢａｓｆ Ｓｅ 難燃性組成物、該難燃性組成物を調製する方法、及びこれから得られる製品
EP3810687A1 (de) 2018-06-25 2021-04-28 Basf Se Flammgeschütztes thermoplastisches polyurethan
FR3096683B1 (fr) 2019-05-27 2022-03-04 Arkema France copolyesteramide auto-ignifugé
EP4214274A1 (en) 2020-09-18 2023-07-26 Basf Se Flame-retarded thermoplastic polyurethane
EP4263691A1 (en) 2020-12-21 2023-10-25 Basf Se Flame-retarded thermoplastic polyurethane

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131731A (en) 1976-11-08 1978-12-26 Beatrice Foods Company Process for preparing polycarbonates
US4158654A (en) * 1978-03-20 1979-06-19 Phillips Petroleum Company Carboxylic acid in alkali metal carboxylate rubber solution
US4201705A (en) * 1978-08-28 1980-05-06 Borg-Warner Corporation Intumescent flame retardant polyolefin compositions
JPS58222146A (ja) * 1982-06-16 1983-12-23 Hitachi Cable Ltd 防火用ポリウレタン樹脂組成物
DE3329775A1 (de) * 1983-08-18 1985-02-28 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Thermoplastische polyurethane hoher waermestandfestigkeit auf basis von naphthylendiisocyanat, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
US4616044A (en) * 1985-01-25 1986-10-07 Stauffer Chemical Company Heat laminatable polyether urethane foam
JP2571628B2 (ja) * 1989-11-02 1997-01-16 ナショナル住宅産業株式会社 隙間用発泡型防火性成形品
DE4107454A1 (de) * 1991-03-08 1992-09-10 Basf Ag Verbundelemente aus einer deck- und traegerschicht aus thermoplastischen polyurethanen, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
EP0512629A3 (en) * 1991-05-07 1992-12-09 Akzo N.V. Non-halogen containing flame retardant system for thermoplastic polymers
DE4309194A1 (de) * 1993-03-22 1994-09-29 Elastogran Gmbh Selbstverlöschende thermoplastische Polyurethane sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
US5457146A (en) * 1993-10-20 1995-10-10 The Dow Chemical Company Blends of polyurethane and chlorinated polyethylene
US5837760A (en) * 1994-03-16 1998-11-17 Elastogran Gmbh Self-extinguishing thermoplastic polyurethanes and their preparation
IT1269850B (it) * 1994-05-27 1997-04-15 Enichem Sintesi Nuovo poli(pentaeritril difosfonato) e suo utilizzo in composizioni polimeriche termoplastiche autoestinguenti
US5576409B1 (en) * 1995-08-25 1998-09-22 Ici Plc Internal mold release compositions
JPH09151231A (ja) * 1995-11-28 1997-06-10 Sanyo Chem Ind Ltd 難燃性ポリウレタンの製造法
DE19614424A1 (de) 1996-04-12 1997-10-16 Hoechst Ag Synergistische Flammschutzmittel-Kombination für Polymere
JP3707891B2 (ja) * 1997-01-16 2005-10-19 積水化学工業株式会社 耐火性ゴム組成物
DE19708724A1 (de) * 1997-03-04 1998-09-10 Hoechst Ag Aluminiumsalze von Alkyl-1-alkoxyethylphosphinsäuren
DE19734437A1 (de) 1997-08-08 1999-02-11 Clariant Gmbh Synergistische Flammschutzmittel-Kombination für Polymere
DE19737727A1 (de) 1997-08-29 1999-07-08 Clariant Gmbh Synergistische Flammschutzmittel-Kombination für Kunststoffe
DE19741417B4 (de) * 1997-09-19 2004-02-26 Klaus Bruchmann Strommessgerät mit Hallsensor
JP3645078B2 (ja) * 1997-12-19 2005-05-11 大八化学工業株式会社 ポリウレタン系樹脂用難燃剤およびそれを含有する樹脂組成物
ATE313597T1 (de) 1999-01-30 2006-01-15 Clariant Gmbh Flammschutzmittel-kombination für thermoplastische polymere i
DE19933901A1 (de) 1999-07-22 2001-02-01 Clariant Gmbh Flammschutzmittel-Kombination
JP2003506548A (ja) * 1999-08-06 2003-02-18 パブ・サーヴィシズ・インコーポレーテッド 泡沸性重合体組成物
NL1013105C2 (nl) * 1999-09-21 2001-03-22 Dsm Nv Vlamdovend mengsel.
JP4787397B2 (ja) * 2000-08-28 2011-10-05 日東電工株式会社 粘着剤組成物および粘着テープもしくはシート
JP4168599B2 (ja) * 2001-04-26 2008-10-22 日立電線株式会社 耐環境性ノンハロゲン難燃電線・ケーブル
CN1314765C (zh) * 2001-11-30 2007-05-09 宝理塑料株式会社 阻燃性树脂组合物
US6777466B2 (en) 2002-02-08 2004-08-17 Noveon Ip Holdings Corp. Flame retardant thermoplastic polyurethane containing melamine cyanurate
DE10224340A1 (de) * 2002-05-29 2003-12-11 Basf Ag Rauchgasarm verbrennendes thermoplastisches Polyurethan
US20030232933A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-18 Didier Lagneaux Reactive blend ploymer compositions with thermoplastic polyurethane
DE10244579A1 (de) * 2002-09-25 2004-04-08 Clariant Gmbh Flammwidrige duroplastische Massen
DE10309805B4 (de) * 2003-03-05 2005-07-21 Clariant Gmbh Flammschutzmittel-Dispersion
DE10331888B4 (de) 2003-07-14 2005-11-10 Clariant Gmbh Elastisches Belagmaterial mit verbesserten Flammschutzeigenschaften sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung
DE10331887A1 (de) * 2003-07-14 2005-02-17 Clariant Gmbh Flammschutzmittel-Zubereitung
DE102004006068A1 (de) 2004-01-30 2005-08-18 Ami-Agrolinz Melamine International Gmbh Flammfest ausgerüstetes Aminoplastharzsystem
GB0414850D0 (en) * 2004-07-02 2004-08-04 Univ Strathclyde Improvements in and relating to fire retarded flexible nancomposite polyurethane foams
DE102004034416A1 (de) * 2004-07-15 2006-02-02 "Stiftung Caesar" (Center Of Advanced European Studies And Research) Flüssige, strahlunghärtende Zusammensetzungen

Also Published As

Publication number Publication date
EP1874854A1 (en) 2008-01-09
JP2012072416A (ja) 2012-04-12
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ES2352334T3 (es) 2011-02-17
JP5143724B2 (ja) 2013-02-13
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DE602006007330D1 (de) 2009-07-30
MX2007012788A (es) 2008-01-11
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WO2006121549A1 (en) 2006-11-16
US20080167408A1 (en) 2008-07-10
EP1874854B1 (en) 2009-06-17

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