CN101351505A - 阻燃性柔性热塑性组合物，其制造方法，和其制品 - Google Patents

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Abstract

一种柔性热塑性组合物，它的组成包括：(i)聚(亚芳基醚)；(ii)聚合物增容剂；(iii)具有官能团的聚烯烃；和(iv)氢氧化镁。该柔性热塑性组合物可用于制备电线。

Description

阻燃性柔性热塑性组合物，其制备方法，和其制品
相关申请的交叉参考
本申请要求2005年12月30日提交的美国临时专利申请序列号60/755,220的优先权，所述专利申请通过参考将其全部内容并入本申请。
背景技术
柔性塑料用于包括电线在内的宽泛的制品中。在一些制品中，要求塑料是阻燃性的。已经通过使用阻燃添加剂(常常称为阻燃剂)使柔性塑料变得阻燃。最初最通常的阻燃剂含有卤素，但是已经不再赞成使用含卤素的阻燃剂，这是由于(至少部分是由于)考虑到它们对环境有影响。在一些塑料中，含卤素的阻燃剂已经被含磷酸酯的阻燃剂，尤其是有机磷酸酯所代替了。但是，随着我们对复杂的环境关系的理解的增加，也开始认识到含磷阻燃剂对环境的影响。因此，越来越期望使用非磷、非卤的阻燃剂的塑料。
因此，存在对使用非磷、非卤阻燃剂的阻燃性柔性聚合物材料的需要。
发明内容
一种热塑性组合物满足了上述需要。所述热塑性组合物包括：(i)聚(亚芳基醚)；(ii)聚合物增容剂；(iii)具有官能团的聚烯烃，所述官能团选自环氧基、羧基，和酸酐基团；和(iv)氢氧化镁。所述热塑性组合物还可包括另外的聚烯烃。
在另一实施方式中，一种电线包括：导体；和置于该导体上的护套。所述护套包括热塑性组合物。所述热塑性组合物包括：(i)聚(亚芳基醚)；(ii)聚合物增容剂；(iii)具有官能团的聚烯烃，所述官能团选自环氧基、羧基，和酸酐基团；和(iv)氢氧化镁。所述热塑性组合物还可包括另外的聚烯烃。
附图说明
图1图示了电线的横截面。
图2和3是具有多个层的电线的透视图。
具体实施方式
在包括氢氧化镁、聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂和任选的另外的聚烯烃的热塑性组合物中，包含具有选自环氧基、羧基，和酸酐基团的官能团的聚烯烃，具有以下意想不到的效果：显著改善组合物的阻燃性，而不用增加氢氧化镁的量。这是出乎意料的，因为在不含聚(亚芳基醚)的组合物中或者在使用不同的金属氢氧化物的组合物中，没有观察到相同的效果。为了简单起见，具有选自环氧基、羧基，和酸酐基团的官能团的聚烯烃在本申请中常常称为官能化的聚烯烃。
本申请所述的热塑性组合物包括至少两相，聚烯烃相和聚(亚芳基醚)相。所述聚烯烃相是连续的。在一些实施方式中，所述聚(亚芳基醚)相分散在聚烯烃相中。两相之间良好的增容(compatibilization)可导致改善的物理性质，包括在低温和室温时较高的冲击强度、更好的热老化、更好的阻燃性，以及更大的拉伸伸长率。通常接受的是，组合物的形态代表着增容的程度或品质。均匀地遍布组合物的区域分布的、聚(亚芳基醚)的、小的、尺寸相对均匀的粒子，代表具有良好的增容。
在一些实施方式中，本申请所述的热塑性组合物是基本上不含链烯基芳族树脂的，例如聚苯乙烯或橡胶改性的聚苯乙烯(也称为高抗冲聚苯乙烯或HIPS)。基本上不含定义为含有小于10重量％(wt％)，或者，更具体地小于7wt％，或者更具体地小于5wt％，或者甚至更具体地小于3wt％的链烯基芳族树脂，基于聚(亚芳基醚)、聚烯烃和嵌段共聚物的总重量。在一些实施方式中，该组合物完全不含链烯基芳族树脂。出乎意料的是，链烯基芳族树脂的存在会有害地影响聚(亚芳基醚)相和聚烯烃相之间的增容。
在一些实施方式中，组合物的挠曲模量为2,000～小于18000千克/平方厘米(kg/cm2)(200～小于1800兆帕(MPa))。在该范围内，挠曲模量可大于或等于3,000kg/cm2(300Mpa)，或者更具体地，大于或等于4,000kg/cm2(400Mpa)。也在该范围内，挠曲模量可小于或等于17,000kg/cm2(1,700Mpa)，或者更具体地，小于或等于16,000kg/cm2(1,600Mpa)。本申请所述的挠曲模量使用ASTM D790-03和1.27毫米/分钟的速度测定。挠曲模量值是三个样品的平均值。用于测量挠曲模量的样品如下形成：使用600-700千克-力每平方厘米的注射压力并在得自Toyo Machinery & Metal Co.LTD的PlastarTi-80G2上保持15～20秒的时间。其它模塑条件如表1所示。
表1
干燥温度(℃) 80
以小时计的干燥时间 4
机筒温度(Cylinder temperature)(℃)
区域1 240
区域2 250
区域3 260
区域4 260
模头 260
模具温度(℃) 80
在一些实施方式中，该电线满足或超过ISO 6722的阻燃性要求。此外，该电线能够满足或超过ISO 6722对一种或多种以下性质的要求：流体相容性、耐热水性、磨损、A、B或C级的短期热老化、A、B或C级的长期热老化、A、B或C级的热超负荷，和环境循环(environmental cycling)。
聚(亚芳基醚)包括式(I)的重复结构单元，
Figure A20068005001900111
其中对于每个结构单元，Z1各自独立地为卤素，未取代或取代的C1-C12烃基，条件是所述烃基不是叔烃基、C1-C12烃基硫基、C1-C12烃基氧基，或其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C12卤代烃基氧基；和Z2各自独立地为氢、卤素、未取代或取代的C1-C12烃基，条件是所述烃基不是叔烃基、C1-C12烃基硫基、C1-C12烃基氧基，或其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C12卤代烃基氧基。
本中请所用的术语“烃基”，无论是单独使用，还是作为另一术语的前缀、后缀或片段(fragment)，都是指仅含有碳和氢的残基。所述残基可为脂肪族或芳族、直链、环状、双环、支化的、饱和的、或不饱和的。它也能够含有脂肪族、芳族、直链、环状、双环、支化的、饱和的和不饱和的烃部分的组合。但是，当烃基残基描述为“取代的”时，它可在取代部分的碳和氢上含有杂原子。因此，当具体地描述为取代的时，所述烃基残基也可含有卤素原子、硝基、氰基、羰基、羧酸基团、酯基、氨基、酰胺基、磺酰基、次硫酰基(sulfoxyl group)、磺酰胺基、氨磺酰基、羟基、烷氧基等，它可在烃基残基的主链中含有杂原子。
聚(亚芳基醚)可包括具有含氨基烷基-端基的分子，所述端基通常位于羟基的邻位。也常常存在的是四甲基二苯醌(TMDQ)端基，其通常从存在四甲基二苯醌副产物的反应混合物中获得。
聚(亚芳基醚)可以是均聚物、共聚物、接枝共聚物、离子聚合物或嵌段共聚物的形式，以及包括至少一种前述形式的组合。聚(亚芳基醚)包括聚亚苯基醚，其包括任选地结合2，3，6-三甲基-1，4-亚苯基醚单元的2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚单元。
聚(亚芳基醚)可通过氧化偶合一羟基芳族化合物例如2，6-二甲酚和/或2，3，6-三甲苯酚来制备。这种偶合通常采用催化剂体系；所述催化体系能够包含重金属化合物例如铜、锰或钴化合物，通常结合各种其它物质例如仲胺、叔胺、卤化物或两种或多种前述化合物的组合。
在一些实施方式中，聚(亚芳基醚)包括封端的聚(亚芳基醚)。末端的羟基可通过例如酰化反应用封端剂封端。选择的封端剂优选为以下封端剂，其导致较差活性的聚(亚芳基醚)，由此减少或防止在高温下加工过程中聚合物链交联和形成凝胶或黑斑。合适的封端剂包括例如水杨酸、邻氨基苯甲酸或其取代的衍生物的酯等；水杨酸的酯尤其是水杨酸碳酸酯和线型聚水杨酸酯是优选的。本申请所用的术语“水杨酸的酯”包括其中羧基、羟基或二者都被酯化的化合物。合适的水杨酸酯包括例如水杨酸芳基酯如水杨酸苯酯、乙酰水杨酸、水杨酸碳酸酯和聚水杨酸酯，其包括线型聚水杨酸酯和环状化合物例如双水杨酸内酯、三水杨酸内酯(trisalicylide)。在一种实施方式中，封端剂选自水杨酸碳酸酯和聚水杨酸酯，尤其是线型聚水杨酸酯和包括一种前述化合物的组合。示例性封端的聚(亚芳基醚)和它们的制备在授权给White等的美国专利第4,760,118号和授权给Braat等的第6,306,978号中有描述。
也认为，用聚水杨酸酯封端聚(亚芳基醚)会减少存在于聚(亚芳基醚)链中的氨基烷基封端的基团的量。氨基烷基是在制造聚(亚芳基醚)的过程中使用胺的氧化偶合反应的结果。处于聚(亚芳基醚)的端羟基邻位的氨基烷基容易在高温下分解。该分解被认为会导致伯或仲胺的再生和醌甲基化物端基的产生，这进而可能会产生2，6-二烷基-1-羟苯基端基。用聚水杨酸酯封端包含氨基烷基的聚(亚芳基醚)被认为会除去这种氨基，导致聚合物链的封端的端羟基和2-羟基-N，N-烷基苯胺(2-hydroxy-N，N-alkylbenzamine)(水杨酸酰胺(salicylamide))的形成。氨基的除去和封端提供一种对高温更加稳定的聚(亚芳基醚)，由此导致在聚(亚芳基醚)的加工过程中的降解产品更少。
聚(亚芳基醚)能够具有3,000至4,0000克/摩尔(g/mol)的数均分子量和5,000至80,000g/mol的重均分子量，其由凝胶渗透色谱使用单分散聚苯乙烯标准物(苯乙烯二乙烯基苯凝胶)、40℃和具有每毫升氯仿1毫克浓度的样品确定。聚(亚芳基醚)或聚(亚芳基醚)的组合具有大于或等于0.25dl/g的初始特性粘度，在25℃氯仿中测定。初始特性粘度定义为在与组合物的其它组分熔融混合之前聚(亚芳基醚)的特性粘度，最终特性粘度定义为与组合物的其它组分熔融混合之后聚(亚芳基醚)的特性粘度。如本领域普通技术人员所理解的，在熔融混合之后聚(亚芳基醚)的粘度的增加值可高达30％。增加的百分比可以通过(最终特性粘度-初始特性粘度)/初始特性粘度来计算。当使用两个初始特性粘度时，确定精确比或多或少要依赖于使用的聚(亚芳基醚)的精确特性粘度和所期望的最终物理性质。
用于制造热塑性组合物的聚(亚芳基醚)可以基本上不含可见的颗粒状杂质。在一种实施方式中，聚(亚芳基醚)基本上不含直径大于15微米的颗粒状杂质。本申请所用的术语“基本上不含可见的颗粒状杂质”当用于聚(亚芳基醚)时，是指溶解在50毫升氯仿(CHCl3)中的10克聚(亚芳基醚)的样品，当在光盒(light box)中用肉眼观察时，显示出小于5个可见斑点。肉眼可见的粒子通常是直径大于40微米的粒子。本申请所用的术语“基本上不含直径大于15微米的颗粒状杂质”是指溶解在400毫升CHCl3中的40克聚(亚芳基醚)的样品，每克中尺寸为15微米的粒子的数目小于50，这通过PacificInstruments ABS2分析仪，基于5个样品的平均值测量得到，所述每个样品是20毫升量的溶解的聚合物物质，使所述聚合物物质以1毫升每分钟的流速(±5％)流过分析仪。
热塑性组合物包括其量为组合物的总重量的25～60wt％(wt％)的聚(亚芳基醚)。在该范围内，聚(亚芳基醚)的量可大于或等于30wt％，或者更具体地，大于或等于35wt％，或者甚至更具体地，大于或等于45wt％。也在该范围内，聚(亚芳基醚)的量可小于或等于55wt％。
所述的官能化的聚烯烃不限于任何特定的物类，可为与包括环氧基、羧基，或酸酐基团的不饱和单体共聚的或者用包括环氧基、羧基，或酸酐基团的不饱和单体接枝的任何上述聚烯烃。
示例性的含环氧的不饱和单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯，丁基缩水甘油基苹果酸酯，丁基缩水甘油基富马酸酯，丙基缩水甘油基苹果酸酯，丙烯酸缩水甘油酯，N-[4-(2，3-环氧丙氧基)-3，5-二甲基苄基]-丙烯酰胺，和包括一种或多种前述物质的组合。示例性的含羧基的不饱和单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸，和包括一种前述物质的组合。示例性的含有酸酐基团的不饱和单体是马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐，和包括一种前述物质的组合。在一些实施方式中，所述单体包括马来酸酐。
官能化的聚烯烃可通过本领域已知的方法制备。示例性的方法包括在例如双螺杆挤出机中或密炼机中，在存在或不存在自由基引发剂的情况下将聚烯烃树脂和所述的不饱和单体熔融混合，和使聚烯烃单体与所述的不饱和单体共聚。通常理解的是，官能化的聚烯烃可包括官能化的和未官能化的聚合物链。由所述的不饱和单体得到的官能团的平均含量可为例如0.1～5wt％，基于官能化的聚烯烃的总重量。
聚烯烃的通式为CnH2n，包括聚乙烯、聚丙烯和聚异丁烯。示例性的均聚物包括聚乙烯、LLDPE(线型低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)和MDPE(中密度聚乙烯)以及全同立构聚丙烯。具有该通式的聚烯烃树脂和它们的制备方法在本领域中是已知的，描述于例如美国专利号2,933,480、3,093,621、3,211,709、3,646,168、3,790,519、3,884,993、3,894,999、4,059,654、4,166,055和4,584,334中。在一些实施方式中，所述聚乙烯是使用本领域已知的一种或多种方法将其至少部分交联的。
也可使用聚烯烃的共聚物，例如乙烯与α烯烃如丙烯、丁烯、辛烯和4-甲基戊烯-1的共聚物，以及乙烯与一种或多种橡胶的共聚物，和丙烯与一种或多种橡胶的共聚物。乙烯与C3-C10单烯烃以及非共轭二烯的共聚物，在本申请中称为EPDM共聚物，也是合适的。用于EPDM共聚物的合适的C3-C10单烯烃的实例包括丙烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、2-戊烯、1-己烯、2-己烯和3-己烯。合适的二烯包括1，4-己二烯和单环和多环二烯。乙烯与其它C3-C10单烯烃单体的摩尔比可为95∶5～5∶95，其中二烯单元存在的量为0.1～10mol％。可以使用用于接枝到聚(亚芳基醚)上的酰基或亲电基团使EPDM共聚物官能化，如美国专利5,258,455中所披露的。
聚烯烃可包括单种均聚物、均聚物的组合、单种共聚物、共聚物的组合或包括均聚物和共聚物的组合。
在一些实施方式中，聚烯烃选自聚丙烯，高密度聚乙烯和聚丙烯和高密度聚乙烯的组合。聚丙烯可为均聚丙烯或聚丙烯共聚物。聚丙烯和橡胶的共聚物或嵌段共聚物有时称为抗冲改性的聚丙烯。这种共聚物通常是非均相的，每种组分具有足够长的区段(section)以至于同时具有无定形相和结晶相。此外，聚丙烯可包括均聚物和共聚物的组合，具有不同的熔融温度的均聚物的组合，或者具有不同的熔体流动速率的均聚物的组合。
在一些实施方式中，聚丙烯包括结晶聚丙烯，例如全同立构聚丙烯。结晶聚丙烯定义为结晶度含量(crystallinity content)大于或等于20％，或者更具体地，大于或等于25％，或者甚至更具体地，大于或等于30％的聚丙烯。结晶度可通过差式扫描量热(DSC)测定。
在一些实施方式中，聚丙烯的熔融温度大于或等于134℃，或者更具体地，大于或等于140℃，或者甚至更具体地，大于或等于145℃。
聚丙烯的熔体流动速率(MFR)可大于0.2克/10分钟，和小于或等于15克/10分钟(g/10min)。在该范围内，熔体流动速率可大于或等于0.4g/10min。也在该范围内，熔体流动速率可小于或等于10，或者更具体地，小于或等于6，或者更具体地，小于或等于5g/10min。熔体流动速率可以根据ASTMD1238使用粉末状的或粒状的聚丙烯，在2.16kg的载荷和230℃的温度测定。
高密度聚乙烯可为均聚乙烯或聚乙烯共聚物。此外所述高密度聚乙烯可包括均聚物和共聚物的组合，具有不同的熔融温度的均聚物的组合，或者具有不同的熔体流动速率的均聚物的组合，通常的密度为0.941～0.965g/cm3。
在一些实施方式中，高密度聚乙烯的熔融温度大于或等于124℃，或者更具体地，大于或等于126℃，或者甚至更具体地，大于或等于128℃。
高密度聚乙烯的熔体流动速率(MFR)大于或等于0.01克/10分钟和小于或等于15克/10分钟(g/10min)。在该范围内，熔体流动速率可大于或等于0.03g/10min。也在该范围内，熔体流动速率可小于或等于10，或者更具体地，小于或等于6，或者更具体地，小于或等于5g/10min。熔体流动速率可以根据ASTM D1238使用粉末状的或粒状的聚乙烯，在2.16kg的载荷和190℃的温度测定。在一些实施方式中，高密度聚乙烯是至少部分交联的。
在一些实施方式中，组合物还包括包括另外的聚烯烃。所述另外的聚烯烃可包括任何前述类型的聚烯烃。另外的聚烯烃可为未官能化的。未官能化的聚烯烃是没有与不饱和单体共聚的或没有用不饱和单体接枝的聚烯烃。
该组合物可包括官能化的聚烯烃，其量为组合物的总重量的15～40wt％(wt％)。在该范围内，聚烯烃的量可大于或等于17wt％，或者更具体地，大于或等于20wt％。也在该范围内，聚烯烃的量可小于或等于38wt％，或者更具体地，小于或等于35wt％。
当组合物包括另外的聚烯烃和官能化的聚烯烃的组合时，聚烯烃存在的总量为组合物的总重量的15～40wt％(wt％)。在该范围内，聚烯烃的量可大于或等于17wt％，或者更具体地，大于或等于20wt％。也在该范围内，聚烯烃的量可小于或等于38wt％，或者更具体地，小于或等于35wt％，或者甚至更具体地，小于或等于30wt％。
官能化的聚烯烃的量为另外的聚烯烃和官能化的聚烯烃总量的5wt％～95wt％。在该范围内，官能化的聚烯烃的量可大于或等于8wt％，或者更具体地，大于或等于10wt％。也在该范围内，官能化的聚烯烃的量可小于或等于70wt％，或者更具体地，小于或等于50wt％。
在一些实施方式中，聚烯烃是高密度聚乙烯(HDPE)，官能化的聚烯烃是用马来酸酐官能化的高密度聚乙烯。
在一些实施方式中，以重量计，聚烯烃和官能化的聚烯烃的总量小于聚(亚芳基醚)的量。
在一些实施方式中，官能化的聚烯烃和聚烯烃的总量与聚(亚芳基醚)的重量比为60/40～30/70，或者更具体地，50/50～30/70，或者甚至更具体地，39/61～30/70。
聚合物增容剂是树脂和添加剂，其改善聚烯烃相和聚(亚芳基醚)相之间的相容性。聚合物增容剂包括嵌段共聚物、聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物以及如下所述的嵌段共聚物和聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物的组合。
如此处和整个说明书中所用的，“嵌段共聚物”是指单种嵌段共聚物或多种嵌段共聚物的组合。嵌段共聚物包括至少一个含芳基亚烷基重复单元的嵌段(A)和至少一个含亚烷基重复单元的嵌段(B)。嵌段(A)和(B)的排列可以是线型结构或所谓的具有支链的径向远端嵌段结构(radial teleblockstructure)。A-B-A三嵌段共聚物具有两个含芳基亚烷基重复单元的嵌段A。芳基亚烷基单元的侧芳基部分可以是单环或多环的，并且可以在环部分的任何可用的位置具有取代基。合适的取代基包括具有1至4个碳原子的烷基。示例性的芳基亚烷基单元是式II中所示的苯基亚乙基：
Figure A20068005001900171
只要芳基亚烷基单元的量超过亚烷基单元的量，嵌段A就可进一步包括具有2至15个碳原子的亚烷基单元。
嵌段B包括具有2至15个碳原子的亚烷基重复单元例如亚乙基、亚丙基、亚丁基或两种或更多种前述基团的组合。只要亚烷基单元的数量超过芳基亚烷基单元的数量，嵌段B就可进一步包括芳基亚烷基单元。
嵌段A各自可具有与其它嵌段A相同或不同的分子量。类似地，嵌段B各自可具有与其它嵌段B相同或不同的分子量。嵌段共聚物可以通过与α-β不饱和羧酸的反应而被官能化。
在一些实施方式中，B嵌段包括芳基亚烷基单元和具有2至15个碳原子的亚烷基单元的共聚物，所述亚烷基单元例如亚乙基、亚丙基、亚丁基或两种或更多种前述基团的组合。B嵌段可进一步包括一些不饱和非芳族碳碳键。
B嵌段可为受控分布共聚物。如此处所用的“受控分布”定义为是指一种分子结构，其缺少任一单体的界限清楚的嵌段，其任何给定单个单体的“小嵌段(runs)”获得20单元的最大数目平均值，这通过仅存在一个介于两个均聚物的Tg之间的单个玻璃化转变温度(Tg)而表明，或通过质子核磁共振方法而表明。当B嵌段包括受控分布共聚物时，每个A嵌段的数均分子量就可为3,000～60,000g/mol，每个B嵌段的数均分子量可为30,000-300,000g/mol，所述平均分子量使用光散射技术测定。当B嵌段是受控分布的聚合物时，每个B嵌段包括至少一个邻近A嵌段的富含亚烷基单元的端区，和不邻近A嵌段的富含芳基亚烷基单元单元的区域。芳基亚烷基单元的总量为15至75重量％，基于嵌段共聚物的总重量。B嵌段中亚烷基单元与芳基亚烷基单元的重量比可为5∶1至1∶2。示例性嵌段共聚物在美国专利申请第2003/181584中有进一步的公开，并且可以从Kraton Polymers以商标名KRATON买到。示例性的规格是A-RP6936和A-RP6935。
芳基亚烷基重复单元由芳基亚烷基单体例如苯乙烯的聚合产生。亚烷基重复单元由二烯例如丁二烯衍生的重复的不饱和单元的氢化产生。丁二烯可包括1，4-丁二烯和/或1，2-丁二烯。B嵌段还可包括一些不饱和的非芳族碳碳键。
示例性的嵌段共聚物包括聚苯基乙烯-聚(乙烯/丙烯)-聚苯基乙烯(polyphenylethylene-poly(ethylene/propylene)-polyphenylethylene)(有时候写为聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)-聚苯乙烯)和聚苯基乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯基乙烯(polyphenylethylene-poly(ethylene/butylene)-polyphenylethylene)(有时候写为聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯)。
在一些实施方式中，聚合物增容剂包括两种嵌段共聚物。第一嵌段共聚物的芳基亚烷基含量大于或等于第一嵌段共聚物总重量的50重量％。第二嵌段共聚物的芳基亚烷基含量小于或等于第二嵌段共聚物总重量的50重量％。示例性的嵌段共聚物的组合是苯乙烯含量为15重量％至45重量％的第一聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯，基于嵌段共聚物的总重量，和苯乙烯含量为55重量％至70重量％的第二聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯，基于嵌段共聚物的总重量。芳基亚烷基含量大于50重量％的示例性嵌段共聚物可从Asahi以商标名TUFTEC买到，并具有规格名例如H1043，以及一些可从Kuraray以商标名SEPTON获得的规格。芳基亚烷基含量小于50重量％的示例性嵌段共聚物可从Kraton Polymers以商标名KRATON买到，并具有例如G-1701、G-1702、G-1730、G-1641、G-1650、G-1651、G-1652、G-1657、A-RP6936和A-RP6935的规格名。
在一些实施方式中，聚合物增容剂包括二嵌段的嵌段共聚物和三嵌段的嵌段共聚物。
在一些实施方式中，聚合物增容剂包括芳基亚烷基含量大于或等于嵌段共聚物总重量的50wt％的嵌段共聚物。
在一些实施方式中，嵌段共聚物具有5,000～1,000,000克/摩尔(g/mol)的数均分子量，这使用聚苯乙烯标样通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。在此范围内，数均分子量可为至少10,000g/mol，或者更具体地，至少30,000g/mol，或者甚至更具体地，至少45,000g/mol。也在此范围内，数均分子量可优选多至800,000g/mol，或者更具体地，多至700,000g/mol，或者甚至更具体地，多至650,000g/mol。
在一些实施方式中，嵌段共聚物或嵌段共聚物的组合的总芳基亚烷基含量大于或等于嵌段共聚物总重量的50wt％。
聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物在本申请中定义为具有丙烯聚合物主链和一个或多个苯乙烯聚合物接枝的接枝共聚物。
形成聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物的主链或基质的丙烯聚合物材料是(a)丙烯的均聚物；(b)丙烯和选自乙烯和C4-C10烯烃的烯烃的无规共聚物，条件是，当该烯烃是乙烯时，聚合的乙烯含量为至多约10wt％，优选至多约4wt％，和当该烯烃是C4-C10烯烃时，聚合的C4-C10烯烃的含量为至多约20wt％，优选至多约16wt％；(c)丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃中的至少两种的无规三元共聚物，条件是聚合的C4-C10α-烯烃含量为至多约20wt％，优选至多约16wt％，和，当乙烯为该烯烃中的一种时，聚合的乙烯含量为至多约5wt％，优选至多约4wt％；或者(d)在反应器中通过物理共混用三元乙丙橡胶抗冲改性的丙烯的均聚物或无规共聚物，所述改性的聚合物的三元乙丙橡胶含量为约5～约30wt％，橡胶的乙烯含量为约7～约70wt％，优选约10～约40wt％。C4-C10烯烃包括线型或支化的C4-C10α烯烃例如，1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、3，4-二甲基-1-丁烯、1-庚烯、1-辛烯、3-甲基-己烯，等。丙烯均聚物和抗冲改性的丙烯均聚物优选为丙烯聚合物材料。虽然不是优选的，也可将二烯含量为约2～约8wt％的用三元乙丙橡胶抗冲改性的丙烯均聚物和无规共聚物用作丙烯聚合物材料。合适的二烯包括双环戊二烯、1，6-己二烯、亚乙基降冰片烯，等。
有关聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物中的丙烯聚合物材料的主链上存在的接枝聚合物，所使用的术语“苯乙烯聚合物”，是指(a)苯乙烯或具有至少一个C1-C4线型或支化的烷基环取代基的烷基苯乙烯(尤其是对烷基苯乙烯)的均聚物；(b)所述(a)单体彼此之间的所有比例的共聚物；和(c)至少一种(a)单体与其α-甲基衍生物，例如α-甲基苯乙烯的共聚物，其中所述α-甲基衍生物占共聚物重量的约1～约40％。
所述聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物可包括约10～约90wt％的丙烯聚合物主链和约90～约10wt％的苯乙烯聚合物接枝。在这些范围内，丙烯聚合物主链可占总接枝共聚物的至少约20wt％；和所述丙烯聚合物主链可占总接枝共聚物的至多约40wt％。也在这些范围内，苯乙烯聚合物接枝可占总接枝共聚物的至少约50wt％，或者更具体地，至少约60wt％。
聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物的制备描述于例如DeNicola，Jr.等的美国专利4,990,558中。合适的聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物也可例如以P1045H1和P1085H1商购自Basell。
聚合物增容剂存在的量为2～30wt％，相对于组合物的总重量。在该范围内，聚合物增容剂存在的量可为大于或等于4wt％，或者更具体地，大于或等于6wt％，或者甚至更具体地，大于或等于10wt％，相对于组合物的总重量。也在该范围内，聚合物增容剂存在的量可为小于或等于25wt％，或者更具体地，小于或等于20wt％，或者甚至更具体地，小于或等于18wt％，相对于组合物的总重量。
氢氧化镁(CAS No.01309-42-8)的中值粒度可为0.01～15微米，或者更具体地，小于或等于10微米，或者甚至更具体地，小于或等于5微米。氢氧化镁可为合成的或天然的。示例性的天然氢氧化镁包括得自KonoshimaChemical Co.Ltd的Magseeds N1、N2和N3。可任选地对氢氧化镁进行表面处理。示例性的表面处理剂包括脂肪酸，硅烷化合物，聚合物偶联剂和包括至少一种前述物质的组合。表面处理的氢氧化镁可以以MAGNIFIN商购自Albemarle Corporation，以KISUMA商购自Kyowa Chemical Industry，以MGZ商购自Sakai Chemicals Company，和以MagshieldTM商购自MartinMarietta Magnesia Specialties。
氢氧化镁的量为5～40wt％，相对于组合物的总重量。在该范围内，氢氧化镁的量可为大于或等于7wt％，或者更具体地，大于或等于8wt％。也在该范围内，氢氧化镁的量可为小于或等于30wt％，或者更具体地，小于或等于25wt％，或者甚至更具体地，小于或等于20wt％。
该组合物可包括任选的增塑剂。在一种实施方式中，增塑剂基本上不含磷。示例性的增塑剂包括松香酸酯、己二酸酯、烷基磺酸酯、壬二酸酯、苯甲酸酯、柠檬酸酯、环氧化物、二醇醚、二醇酯、戊二酸酯、烃油、异丁酸酯、油酸酯、季戊四醇衍生物、邻苯二甲酸酯、酯、聚丁烯、蓖麻油醇酯、bevacates、磺酰胺、硬脂酸钙、二呋喃酯(difuran esters)、羟基苯甲酸酯、异氰酸酯加合物、腈、基于硅氧烷的增塑剂、硫酯、基于焦油的增塑剂(tar based plasticizer)，以及两种或多种前述物质的组合。增塑剂的量足以产生期望级别的挠曲模量、拉伸伸长率或二者。关于增塑剂，基本上不含磷定义为含有少于增塑剂的总重量的0.5wt％的磷。
此外，组合物也可任选地含有各种添加剂，例如抗氧化剂；平均粒度小于或等于10微米的填料和增强剂，例如，硅酸盐，TiO2，纤维，玻璃纤维，玻璃球，碳酸钙，超微粘土(nanoclay)，滑石，和云母；脱模剂；紫外线吸收剂；稳定剂例如光稳定剂以及其它的稳定剂；润滑剂；增塑剂；颜料；染料；着色剂；防静电剂；发泡剂；起泡剂；金属钝化剂；阻燃配合剂(flame retardant synergist)例如硼酸锌；和包括一种或多种前述添加剂的组合。
在一些实施方式中，柔性热塑性组合物基本上不含磷。此处所用的基本上不含定义为含有小于或等于组合物总重量的0.5wt％的磷。
在一些实施方式中，柔性热塑性组合物基本上不含卤素。此处所用的基本上不含定义为含有小于或等于组合物总重量的0.2wt％，或者更具体地小于或等于0.05wt％的卤素。
在一些实施方式中，柔性热塑性组合物基本上不含磷和卤素。
制备热塑性组合物的方法包括通常在熔融混合设备例如复合挤出机(compounding extruder)或密炼机中对用于形成热塑性组合物的组分进行熔融混合(混配)。在一些实施方式中，将聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂、聚烯烃、氢氧化镁、和官能化的聚烯烃同时进行熔融混合。在另一实施方式中，将聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂，和任选地一部分聚烯烃、一部分官能化的聚烯烃，或一部分聚烯烃和一部分官能化的聚烯烃熔融混合以形成第一熔融混合物。接着，将聚烯烃、官能化的聚烯烃，其组合，或剩余的聚烯烃、官能化的聚烯烃或其组合进一步与第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。氢氧化镁可为第一熔融混合物的一部分，或者可在形成第二熔融混合物时加到第一熔融混合物中。或者，可将聚(亚芳基醚)和一部分聚合物增容剂熔融混合以形成第一熔融混合物，然后将聚烯烃和余下的聚合物增容剂进一步与第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。同样，氢氧化镁可为第一熔融混合物的一部分，或者可在形成第二熔融混合物时加到第一熔融混合物中。
前述熔融混合过程可以在不分离第一熔融混合物的条件下完成，或者可以通过分离第一熔融混合物而完成。这些过程中可以使用一个或多个熔融混合设备，每个熔融混合设备包括一种或多种类型。在一些实施方式中，可加入形成护套的热塑性组合物的某些组分并将其在用于涂覆导体的挤出机中熔融混合。
当聚合物增容剂包括两种嵌段共聚物，一种的芳基亚烷基含量大于或等于50重量％，第二种的芳基亚烷基含量小于50重量％时，可以将聚(亚芳基醚)和芳基亚烷基含量大于或等于50重量％的嵌段共聚物熔融混合以形成第一熔融混合物，并将聚烯烃和芳基亚烷基含量小于或等于50重量％的嵌段共聚物可以与第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。氢氧化镁可为第一熔融混合物的一部分，或者可在形成第二熔融混合物的过程中将其加到第一熔融混合物中。
将聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂、聚烯烃、官能化的聚烯烃，和氢氧化镁在大于或等于聚(亚芳基醚)的玻璃化转变温度，但低于聚烯烃的降解温度的温度熔融混合。例如，可以将聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂、聚烯烃、官能化聚烯烃和氢氧化镁在240℃至320℃的挤出机温度熔融混合，但是在熔融混合过程中可能短时超过该范围。在该范围内，温度可大于或等于250℃，或者更具体地，大于或等于260℃。也在该范围内，温度可小于或等于310℃，或者更具体地，小于或等于300℃。
在一些或所有的组分熔融混合之后，可将熔融混合物熔融过滤通过一个或多个具有直径为20微米至150微米的开孔的过滤器。在该范围内，开孔可具有小于或等于130微米，或者更具体地，小于或等于110微米的直径。也在此范围内，开孔可以具有大于或等于30微米，或者更具体地，大于或等于40微米的直径。
可使用能够从熔融混合物中除去颗粒状杂质的任何合适的熔融过滤体系。在一些实施方式中，将所述熔体过滤通过单个熔融过滤体系。也可以使用多熔融过滤体系。
在一些实施方式中，过滤器的开孔的最大直径小于或等于将要施用到导体上的护套厚度的一半。例如，如果电线的护套的厚度为200微米，那么过滤器开孔的最大直径就小于或等于100微米。
过滤器开孔的最小尺寸取决于许多变量，包括氢氧化镁的粒度。较小的过滤器开孔会导致过滤器的上游侧的压力较大。因此，必须选择过滤器的开孔和操作方法以防止上游侧不安全的压力。此外，使用过滤器开孔小于20微米的过滤器会同时导致过滤器上游和下游的不良流动。不良流动会延长某些部分的熔融混合物的停留时间。较长的停留时间会导致组合物中颗粒的形成或增大，这些颗粒当施用到导体时会导致电火花泄漏(sparkleaks)。
在一些实施方式中，熔融过滤的混合物穿过模头，并用线料造粒(strandpelletization)或水下造粒方法造粒。可将造粒的材料包装、存储和运输。在一些实施方式中，粒料包装在衬有金属箔的塑料袋，通常为聚丙烯袋，或衬有金属箔的纸袋中。基本上可以抽空装有粒料的袋中的所有空气。
在一些实施方式中，热塑性组合物基本上不含可见的颗粒杂质。可见颗粒或“黑色斑点”是通常不需要放大就对于人眼可见的深色或有色的颗粒，并具有40微米或更大的平均直径。虽然一些人能够不需要放大就目测察觉平均直径小于30微米的粒子，但是其他人仅能够察觉平均直径大于40微米的粒子，术语“可见粒子”、“可见颗粒”和“黑色斑点”，当用于本申请中而没有指出具体的平均直径时，是指平均直径为40微米或更大的粒子。本申请所用的术语“基本上不含可见的颗粒状杂质”当用于热塑性组合物时，是指当组合物被注塑形成5个尺寸为75mm×50mm和厚度为3mm的试验样片(plaque)，并且从所有侧面用肉眼目测检查这些试验样板的黑色斑点时，所有5个试验样板的黑色斑点的总数小于或等于100，或者更具体地，小于或等于70，或者甚至更具体地，小于或等于50。
如上所述，热塑性组合物可用于置于电线的导体上的护套中。
在一些实施方式中，粒料被熔融并且用合适的方法例如挤出贴合将该组合物施用到导体上以形成电线。例如，可以使用安装有螺杆、十字头、筛板(breaker plate)、分配器、喷嘴和模头的涂布挤出机(coating extruder)。熔融热塑性组合物形成置于导体外周上的护套。挤出贴合可使用单锥形模头、双锥形模头、其它合适的模头或模头的组合而将导体安置在中心，并防止模唇产生(die lip build up)。
在一些实施方式中，将组合物施用到导体上以形成置于该导体上的护套。可将另外的层施用到护套上。
在一些实施方式中，将组合物施用到在导体和护套之间有一个或多个插入层的导体上，以形成置于导体上的护套。例如，可将任选的粘合促进层置于导体和护套之间。在另一实施例中，可在施用护套之前用金属钝化剂涂覆导体。在另一实施例中，插入层包括热塑性或热固性组合物，其在某些情况下是发泡的。
导体可包括单股线料或多股线料。在一些情况下，多股线料可以被捆束、加捻(twisted)、或编织(braided)以形成导体。此外，导体可具有各种形状，例如圆形或椭圆形。导体可为任何类型的用于传送信号的导体。示例性的信号包括光、电和电磁。玻璃纤维是光导体的一个例子。合适的电导体包括但不限于，铜、铝、铅和包括一种或多种前述金属的合金。导体也可以是导电墨水或导电糊剂。
导体的横截面积和护套的厚度可变化，并且通常由电线的最终用途决定。该电线可以用作电线，其包括但不限于例如汽车用线束线、家用电器用的线材、电力线材(wire for electric power)、设备线材、信息通讯线材、电车(electric car)以及船、飞机等的线材。在一些实施方式中，包覆的导体是光缆，并且能够用于内部应用(建筑物内)、外部应用(建筑物外)或内部和外部应用。示例性应用包括数据传输网络和声音传输网络例如局域网(LAN)和电话网络。
在一些实施方式中，在挤出贴合之前干燥热塑性组合物可能是有用的。示例性的干燥条件是在60～90℃干燥2～20小时。另外，在一种实施方式中，在挤出贴合过程中，在护套形成之前，将热塑性组合物熔融过滤，通过一个或多个开孔直径为20微米至150微米的过滤器。在此范围内，开孔直径可大于或等于30微米，或者更具体地，大于或等于40微米。也在此范围内，开孔直径可小于或等于130微米，或者更具体地，小于或等于110微米。涂布挤出机可包括一个或多个如上所述的过滤器。
在一些实施方式中，在挤出贴合过程中，在护套形成之前，将热塑性组合物熔融过滤，通过一个或多个开孔最大直径小于或等于将要施用到导体上的护套厚度一半的过滤器。例如，如果电线护套具有200微米的厚度，那么过滤器开孔的最大直径小于或等于100微米。
在一些实施方式中，不对熔融混合制造的熔融过滤的混合物进行造粒。而是使用与熔融混合装置(通常为复合挤出机)串联的涂布挤出机，将熔融过滤的混合物直接形成为导体的护套。涂布挤出机可包括一个或多个如上所述的过滤器。
可将色料浓缩物(color concentrate)或母料在挤出贴合之前或者过程中加入到组合物中。当使用色料浓缩物时，它通常的存在量为小于或等于3重量％，基于组合物的总重量。在一些实施方式中，色料浓缩物中使用的染料和/或颜料不含氯、溴和氟。如本领域技术人员所理解的，在加入色料浓缩物之前组合物的颜色可能会影响获得的最终颜色，并且在一些情况下，使用漂白剂和/或颜色稳定剂可能是有利的。漂白剂和颜色稳定剂是本领域已知的并且可以买到。
挤出贴合过程中的挤出机温度通常小于或等于320℃，或者更具体地，小于或等于310℃，或者更具体地，小于或等于290℃。此外，将加工温度调节至例如高于热塑性组合物的熔点，或者更具体地比热塑性组合物的熔点高至少10℃的温度，以提供具有足够流动性的熔融组合物以得到导体的护套。
挤出贴合之后，电线通常使用水浴、喷水、空气喷射或一种或多种前述冷却方法的组合来冷却。示例性的水浴温度为20～85℃。水可为去离子水，也可将其过滤除去杂质。可使用在线方法(in-line method)检查电线的电火花泄漏。测试电火花泄漏的示例性方法包括使用电线的导体作为接地电极，使电线紧靠或穿过带电的电极，使得电线与带电的电极接触。示例性的带电电极包括珠链(bead chain)和电刷。可以根据线材的最终用途和线材的所有相关工业规格使用交流电或直流电给电极充电。电压可由电火花泄漏试验领域的普通技术人员确定。使用的频率依赖于载荷量，也可由电火花泄漏试验领域的普通技术人员确定。电火花试验设备可以从例如ClintonInstrument Company，Beta LaserMike和Zumbach买到。
示例性电线的横截面参见图1。图1示出了置于导体2上的护套4。在一些实施方式中，护套4包括发泡的热塑性组合物。示例性电线的透视图如图2和3所示。图2示出了置于包括多股线料的导体2上的护套4，和置于护套4和导体2上的任选附加层6。在一些实施方式中，护套4包括发泡的热塑性组合物。导体2也可以包括单一的导体。图3示出了置于单一导体2和插入层6上的护套4。在一些实施方式中，插入层6包括发泡的组合物。导体2也可以包括多股线料。
通过以下非限制性实施例进一步说明该组合物和电线。
实施例
以下实施例使用表2中所列的材料制备。
表2.
  组分   描述
  PPE   聚(2，6-二甲基亚苯基醚)，其在25℃氯仿中测定的特性粘度为0.46dl/g，可从General Electric以等级名PPO646买到。
  HDPE   高密度聚乙烯，可从Mitsui Chemicals以等级名HIZEX 5305E买到。
  聚烯烃共聚物   乙烯和α烯烃的共聚物，可从Mitsui Chemicals以等级名Tafmer A4090买到。
  HDPE MA 1   用马来酸酐官能化的高密度聚乙烯，可从DuPont以等级名FUSABOND MB265D买到。
  HDPE MA 2   用马来酸酐官能化的高密度聚乙烯，可从Mitsui Chemicals以等级名ADMER AT1804买到。
  SEBS I   苯基乙烯含量为40wt％的聚苯基乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯基乙烯嵌段共聚物，基于嵌段共聚物的总重量，可从Asahi Chemical以等级名Tuftec H1051买到。
  SEBS II   可从Kraton Polymers以等级名RP6936买到的苯乙烯-(乙烯/丙烯-苯乙烯)-苯乙烯共聚物，苯乙烯含量为39wt％，基于嵌段共聚物的总重量。
  SEBS III   聚苯基乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯基乙烯嵌段共聚物，苯基乙烯含量为67wt％，基于嵌段共聚物的总重量，可从Asahi Chemical以等级名Tuftec H1043买到。
  Mg(OH)2 1   氢氧化镁，以商品名KISUMA 5A得自Kisuma Chemicals。
  Mg(OH)2 2   氢氧化镁，以商品名MAGNIFIN H10得自Albemarle Corp.
  Mg(OH)2 3   涂覆氢氧化镁，以商品名MAGNIFIN H10A得自AlbemarleCorp.
  Mg(OH)2 4   涂覆氢氧化镁，以商品名MAGNIFIN H10C得自AlbemarleCorp.
  Mg(OH)2 5   涂覆氢氧化镁，以MAGNIFIN H10MV得自Albemarle Corp.
  Mg(OH)2 6   涂覆氢氧化镁，以MZG-3得自Sakai Chemicals。
  AlO   氢氧化铝(aluminum oxide hydrate)，可从Nabaltec以商品名APYRAL AOH60买到。
使用ASTM D790-03的标准，以1.27mm/min的速度测定挠曲模量(F/M)，并且表示为千克/平方厘米(kg/cm2)。给出的值是三个样品的平均值。挠曲模量用的样品在产自Toyo Machinery & Metal co.LTD的Plastar Ti-80G2上使用600-700千克力/平方厘米的注射压力和15至20秒的保持时间来形成。剩余的模制条件如表1所示。使用ASTM D790-03标准以2.5毫米/分钟的速度测定挠曲强度(F/S)。
也测试样品的缺口伊佐德抗冲强度(Notched Izod)(ASTM D256标准，使用0.9千克(2磅))。缺口伊佐德样品的尺寸为10毫米(mm)x10mmx64mm。缺口位于64mm尺寸上的中间，角度为45度；缺口底部的半径为0.25mm。测试之前将样品在23℃和50％的相对湿度调理。测试在23℃和50％的相对湿度进行。结果是5个样品的平均，记录为千焦/平方米(kJ/m2)。
测试样品的抗拉强度(T/S)和拉伸伸长率(T/E)(ASTM D638，50毫米/分钟)。测试之前将样品在23℃和50％的相对湿度调理。测试在23℃和50％的相对湿度进行。抗拉强度和拉伸伸长率结果是3个样品的平均值。
使用ASTM D648-04的标准以4.6kg的载荷测定热变形温度(HDT)。值以摄氏度(℃)表示。测试之前将样品在23℃和50％的相对湿度调理。使用与挠曲模量用的样品相同的条件模制样品。结果是3个样品的平均值。
热塑性组合物在与导体一起挤出形成电线之前在80℃干燥3-4小时。该导体是导体尺寸为0.2平方毫米(mm2)的铜线。使用250米每分钟的线速度生产电线。将热塑性组合物在100℃预加热并挤出到275℃的导体上。护套的厚度为0.21毫米。将电线切成80厘米(cm)长，并使其经受ISO 6722中所述的火焰。样品熄灭需要的时间的平均量(以秒计)(平均消焰时间)列于表3中，基于10个样品。也根据ISO 6722刮擦磨损规范，使用7牛顿的载荷、直径为0.45mm的针、以及具有横截面积为0.22平方毫米的导体和厚度为0.2mm的护套的电线测试电线的抗磨损性。
对比例1-5
对比例1-5(C1-C5)通过熔融混合HDPE、Mg(OH)2和HDPE MA 2(如果存在的话)制备。HDPE、HDPE MA 2和Mg(OH)2在双螺杆挤出机的进料喉加入。熔融混合温度设置为200℃。将该组合物如上所述进行测试。结果和组成如表3所述。组分的量是基于组合物的总重量的。结果表明加入官能化的聚烯烃(HDPE MA 2)不降低消焰时间，实际上会增加消焰时间。
表3.
  C1   C2   C3   C4   C5
  HDPE   60   45   45   35   30
  Mg(OH)2 1   40   55   45   55   70
  HDPE MA 2   -   -   10   10   -
  Izod(kJ/m2)   37.2   23.0   207   194   -
  T/S(兆帕，Mpa)   16   16   21   21   -
  T/E(％)   418   22   241   26   -
  F/S(MPa)   24   26   26   29   -
  F/M(MPa)   574   820   689   928   -
  HDT(℃)   81   91   78   87   -
  消焰时间(秒，sec)   181   190   206   223   *
  抗磨损性(循环)   5   3   46   11   *
*不能使用该组合物通过挤出贴附制备电线。
对比例6-9和实施例1-2
在熔融混合温度设置在260℃的双螺杆挤出机中，通过熔融混合各组分制备热塑性组合物。PPE、SEBS和Mg(OH)2在进料喉加入，而HDPE和HDPE-MA在下游加入。在实施例2中，Mg(OH)2作为母料的一部分加入，所述母料也包括HDPE和HDPE MA。制备母料的熔融混合温度为200℃。母料在下游加入，而其它组分在上游加入，熔融混合温度为260℃。如上所述测试该组合物。结果和组成如表4所示。组分的量是基于组合物的总重量的。对比例6-9(C6-C9)表明，仅Mg(OH)2不足以获得小于10秒的消焰时间。相比之下，实施例1和2表明加入官能化的聚烯烃导致消焰时间急剧降低-降低超过96％。此外，实施例1和2表明，与C6-C9相比，抗磨损性增加了，当在形成组合物时使用母料的情况下，抗磨损性更好。
表4.
  C6   C7   C8   C9   1   2
  PPE   47   47   47   47   47   47
  HDPE   25   25   25   25   20   20
  SEBS I   8   8   8   8   8   8
  Mg(OH)2 2   20   -   -   -   20   20
  Mg(OH)2 3   -   20   -   -   -   -
  Mg(OH)2 4   -   -   20   -   -   -
  Mg(OH)2 5   -   -   -   20   -   -
  HDPE MA 1   -   -   -   -   5   5
  Izod(kJ/m2)   90   95   83   129   159   219
  T/S(MPa)   24   25   25   21   25   27
  T/E(％)   3   5   4   7   7   7
  F/S(MPa)   37   37   38   36   39   42
  F/M(MPa)   1276   1220   1325   1352   1283   1332
  HDT(℃)   128   128   130   134   133   149
  消焰时间(sec)   67.7   119.1   63.8   30.8   2.1   2.1
  抗磨损性(循环)   534   477   456   308   778   937
实施例3-5
在熔融混合温度设置在260℃的双螺杆挤出机中，通过熔融混合各组分制备热塑性组合物。PPE、SEBS和Mg(OH)2在进料喉加入，而HDPE和HDPE-MA在下游加入。将该组合物如上所述进行测试。结果和组成如表5所述。组分的量是基于组合物的总重量的。实施例3和4显示无论使用哪种类型的官能化的HDPE，都得到类似的消焰时间。此外，实施例5表明可使用更少的氢氧化镁获得类似的消焰时间。
表5.
  3   4   5
  PPE   47   47   52
  HDPE   20   20   20
  SEBS I   8   8   8
  Mg(OH)22   20   20
  Mg(OH)26   15
  HDPE MA 1   5   5
  HDPE MA 2   5
  Izod(kJ/m2)   159   205   179
  T/S(MPa)   25   28   29
  T/E(％)   7   12   9
  F/S(MPa)   39   41   43
  F/M(MPa)   1283   1242   1328
  HDT(℃)   133   134   162
  消焰时间(sec)   2.1   2.1   2.1
  抗磨损性(循环)   778   1105
实施例6-9
在熔融混合温度设置在260℃的双螺杆挤出机中，通过熔融混合各组分制备热塑性组合物。PPE、SEBS和Mg(OH)2在进料喉加入，而HDPE和HDPE-MA在下游加入。将该组合物如上所述进行测试。结果和组成如表6所述。组分的量是基于组合物的总重量的。该组合物表明使用各种量的聚(亚芳基醚)、官能化的聚烯烃，和氢氧化镁获得了强的阻燃性。
表6.
  6   7   8   9
  PPE   41   35   52   47
  HDPE   20   20   20   15
  HDPE MA 2   5   5   5   10
  SEBS I   8   8   8   8
  Mg(OH)2 1   26   32   15   20
  Izod(J/m)   601   394   818   794
  T/S(MPa)   30   27   35   34
  T/E(％)   13   11   18   20
  F/S(MPa)   45   42   51   48
  F/M(MPa)   1463   1438   1507   1409
  HDT(℃)   163   144   181   181
  消焰时间(sec)   1.5   2.1   2.1   2.2
  磨损(循环)   310   291   852   339
对比例10和实施例10-13
在熔融混合温度设置在260℃的双螺杆挤出机中，通过熔融混合各组分制备热塑性组合物。PPE、SEBS和Mg(OH)2在进料喉加入，而HDPE和HDPE-MA在下游加入。将该组合物如上所述进行测试。结果和组成如表7所述。组分的量是基于组合物的总重量的。官能化的聚烯烃的量相对于聚烯烃和官能化的聚烯烃的总量是变化的。实施例10-13表明，当官能化的聚烯烃的量为总聚烯烃的8％和当官能化的聚烯烃的量为总聚烯烃的100％时，能够获得良好的阻燃性。
表7.
  C10   10   11   12   13
  PPE   47   47   47   47   47
  HDPE   25   23   20   15
  HDPE MA 2   -   2   5   10   25
  SEBS I   8   8   8   8   8
  Mg(OH)21   20   20   20   20   20
  PO-MA/(PO+PO-MA)(％)   0   8   20   40   100
  Izod(J/m)   179   227   159   794   195
  T/S(MPa)   23   26   25   34   31
  T/E(％)   6   19   7   20   5
  F/S(MPa)   37   42   39   48   50
  F/M(MPa)   1252   1294   1283   1409   1453
  HDT(℃)   133   144   133   181   188
  消焰时间(sec)   18.1   2.3   2.1   2.2   1.9
实施例14-19
在熔融混合温度设置在260℃的双螺杆挤出机中，通过熔融混合各组分制备热塑性组合物。PPE、SEBS和Mg(OH)2 1在进料喉加入，而HDPE和HDPE-MA在下游加入。将该组合物如上所述进行测试。结果和组成如表8所述。组分的量是基于组合物的总重量的。该组合物表明，使用各种量的聚(亚芳基醚)、嵌段共聚物、聚烯烃、官能化的聚烯烃，和氢氧化镁以及改变聚烯烃类型，获得了强的阻燃性。
表8.
  14   15   16   17   18   19
  PPE   47   47   50   50   50   50
  HDPE   20   15   20   10   5
  聚烯烃共聚物   -   20   -   -   10   15
  HDPE MA 2   5   5   10   5   5   5
  SEBS II   8   8   10   10   10   10
  SEBS III   5   5   5   5   5   5
  Mg(OH)2 1   15   15   10   10   10   10
  Izod(J/m)   179   345   200   162   272   302
  T/S(MPa)   25   24   26   25   25   24
  T/E(％)   17   68   23   26   52   62
  F/S(MPa)   35   25   35   32   27   25
  F/M(MPa)   887   496   907   783   607   504
  HDT(℃)   -   -   142   129   126   129
  消焰时间(sec)   3.0   2.5   2.0   2.6   2.7   3.0
对比例11-14
在熔融混合温度设置在260℃的双螺杆挤出机中，通过熔融混合各组分制备热塑性组合物。PPE、SEBS和AlO在进料喉加入，而HDPE和HDPE-MA在下游加入。将该组合物如上所述进行测试。结果和组成如表9所述。组分的量是基于组合物的总重量的。对比例11-14(C11-C14)使用氢氧化铝代替氢氧化镁。与含有氢氧化镁的实施例相反，含有氢氧化铝的实施例显示，在不存在和存在官能化的聚烯烃时，阻燃性没有差别。
表9.
  C11   C12   C13   C14
  PPE   52   52   47   47
  HDPE   25   20   25   20
  HDPE MA 2   5   5
  SEBS I   8   8   8   8
  AlO   15   15   20   20
  Izod(J/m)   162   272   130   130
  T/S(MPa)   29   26   25   27
  T/E(％)   22   35   26   23
  F/S(MPa)   41   37   35   41
  F/M(MPa)   1216   1002   1006   1234
  HDT(℃)   146   129   127   141
  消焰时间(sec)   31   146   2.5   2.6
在本说明书中和权利要求中，将要参考许多术语，其将被定义为具有以下含义。术语“一个”和“一种”(“a”和“an”)不指代量的限制，而是指存在至少一种参考项。“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或环境可以发生或可以不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。本申请披露的所有范围都包括端点，并且是可结合的(例如，范围“至多25wt％，或者更具体地，5wt％～20wt％”包括端点，和“5wt％～25wt％”的范围的所有中间值，等)。本申请中所用的后缀“(s)”意图包括它所修饰的术语的单数和复数，由此包括一个或多个所述术语(例如，样品(s)包括一个或多个样品)。在整个说明书中，“一种实施方式”、“另一实施方式”、“实施方式”、“一些实施方式”等是指与该实施方式所述相关的特定要素(例如，特征，结构，性质，和/或特性)包括在至少一种本申请所述的实施方式中，并且可以或者可以不存在于其它实施方式中。此外，应该理解，在各种实施方式中可以将所述的要素以任何合适的方式组合。本申请所称的ISO 6722标准是该标准的2002年12月15日的版本。
虽然已经参考几种实施方式描述了本发明，本领域技术人员应该理解，可以做出各种变化，并且等价物可代替其成分，而不偏离本发明的范围。此外，可以做出许多变化形式，以使具体的情况或材料适应于本发明的教导，而不偏离其基本范围。因此，期望本发明不限于作为进行本发明的最佳方式公开的具体实施方式，而本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。
所有引用的专利、专利申请和其它参考文献的全部内容在此处引入作为参考。

Claims (69)

1.一种柔性热塑性组合物，其包括：
(i)聚(亚芳基醚)；
(ii)聚合物增容剂；
(iii)具有官能团的聚烯烃，所述官能团选自环氧基、羧基，和酸酐基团；和
(iv)氢氧化镁。
2.权利要求1的组合物，其中所述组合物基本上不含链烯基芳族树脂。
3.权利要求1的组合物，其中所述聚(亚芳基醚)存在的量为25～60wt％，相对于组合物的总重量。
4.权利要求1的组合物，其中所述聚烯烃存在的量为15～40wt％，相对于组合物的总重量。
5.权利要求1的组合物，其中所述组合物还包括另外的聚烯烃。
6.权利要求5的组合物，其中所述另外的聚烯烃是未官能化的。
7.权利要求5的组合物，其中所述具有官能团的聚烯烃的量为聚烯烃总量的5～95wt％。
8.权利要求5的组合物，其中以重量计，聚烯烃的总量小于聚(亚芳基醚)的量。
9.权利要求5的组合物，其中所述另外的聚烯烃是高密度聚乙烯，所述具有官能团的聚烯烃是用马来酸酐官能化的高密度聚乙烯。
10.权利要求1的组合物，其中所述聚合物增容剂包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括作为受控分布共聚物的嵌段。
11.权利要求1的组合物，其中所述聚合物增容剂包括两种嵌段共聚物。
12.权利要求1的组合物，其中所述聚合物增容剂存在的量为2～30wt％，相对于组合物的总重量。
13.权利要求1的组合物，其中所述氢氧化镁的中值粒度为0.01～15微米。
14.权利要求1的组合物，其中所述氢氧化镁存在的量为5～40wt％，相对于组合物的总重量。
15.权利要求1的组合物，其中所述组合物还包括增塑剂。
16.权利要求1的组合物，其中所述组合物的挠曲模量为2,000至小于18,000千克每平方厘米，所述挠曲模量根据ASTM D790-03测定。
17.一种柔性热塑性组合物，其包括：
(i)聚(亚芳基醚)；
(ii)第一聚烯烃；
(iii)嵌段共聚物；
(iv)包括酸酐官能团的第二聚烯烃；和
(v)氢氧化镁。
18.权利要求17的组合物，其中所述组合物基本上不含链烯基芳族树脂。
19.权利要求17的组合物，其中所述聚(亚芳基醚)存在的量为25～60wt％，相对于组合物的总重量。
20.权利要求17的组合物，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃的存在总量为15～40wt％，相对于组合物的总重量。
21.权利要求17的组合物，其中所述第二聚烯烃的量为所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃总量的5～95wt％。
22.权利要求17的组合物，其中以重量计，所述第一聚烯烃和第二聚烯烃的总量小于聚(亚芳基醚)的量。
23.权利要求17的组合物，其中所述第一聚烯烃是高密度聚乙烯，所述第二聚烯烃是用马来酸酐官能化的高密度聚乙烯。
24.权利要求17的组合物，其中所述嵌段共聚物包括两种嵌段共聚物。
25.权利要求24的组合物，其中所述嵌段共聚物的总量为2～30wt％，相对于组合物的总重量。
26.权利要求17的组合物，其中所述嵌段共聚物包括作为受控分布共聚物的嵌段。
27.权利要求17的组合物，其中所述氢氧化镁的中值粒度为0.01～15微米。
28.权利要求17的组合物，其中所述氢氧化镁存在的量为5～40wt％，相对于组合物的总重量。
29.权利要求17的组合物，其中所述组合物还包括增塑剂。
30.权利要求17的组合物，其中所述组合物的挠曲模量为2,000～小于18,000千克每平方厘米，所述挠曲模量根据ASTM D790-03测定。
31.柔性热塑性组合物，其包括：
(i)45～55wt％的聚(亚芳基醚)；
(ii)第一聚烯烃；
(iii)10～20wt％的嵌段共聚物组合；
(iv)包括酸酐官能团的第二聚烯烃；和
(v)5～20wt％的氢氧化镁，
其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃的总重量为15～30wt％，所有的wt％都是基于组合物的总重量的。
32.一种热塑性组合物，其包括：
(i)聚(亚芳基醚)；
(ii)高密度聚乙烯；
(iii)聚烯烃嵌段共聚物；
(iv)包括酸酐官能团的聚烯烃；
(v)嵌段共聚物；和
(v)氢氧化镁。
33.制备柔性热塑性组合物的方法，该方法包括：
熔融混合聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂、氢氧化镁和具有官能团的聚烯烃，所述官能团选自环氧基、羧基，和酸酐基团。
34.权利要求33的方法，还包括将另外的聚烯烃与所述的聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂、氢氧化镁，和具有官能团的聚烯烃熔融混合。
35.权利要求34的方法，还包括熔融混合聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂，和氢氧化镁，从而形成第一熔融混合物；和
将所述第一熔融混合物与所述具有官能团的聚烯烃以及所述另外的聚烯烃熔融混合。
36.权利要求33的方法，还包括将聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂，和氢氧化镁熔融混合，从而形成第一熔融混合物；和
将所述第一熔融混合物与所述具有官能团的聚烯烃熔融混合。
37.一种电线，其包括：
导体；和
置于该导体上的护套，
其中所述护套包括热塑性组合物，并且
所述热塑性组合物包括
(i)聚(亚芳基醚)；
(ii)聚合物增容剂；
(iii)具有官能团的聚烯烃，所述官能团选自环氧基、羧基，和酸酐基团；和
(iv)氢氧化镁。
38.权利要求37的电线，其中所述导体具有单股线料或多股线料。
39.权利要求37的电线，其中所述组合物基本上不含链烯基芳族树脂。
40.权利要求37的电线，其中所述聚(亚芳基醚)存在的量为25～60wt％，相对于组合物的总重量。
41.权利要求37的电线，其中所述聚烯烃存在的量为15～40wt％，相对于组合物的总重量。
42.权利要求37的电线，其中所述组合物还包括另外的聚烯烃。
43.权利要求42的电线，其中所述另外的聚烯烃是未官能化的。
44.权利要求42的电线，其中所述具有官能团的聚烯烃的量为聚烯烃总量的5～95wt％。
45.权利要求42的电线，其中以重量计，所述聚烯烃的总量小于聚(亚芳基醚)的量。
46.权利要求42的电线，其中所述另外的聚烯烃是高密度聚乙烯，所述具有官能团的聚烯烃是用马来酸酐官能化的高密度聚乙烯。
47.权利要求37的电线，其中所述聚合物增容剂包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括作为受控分布共聚物的嵌段。
48.权利要求37的电线，其中所述聚合物增容剂包括两种嵌段共聚物。
49.权利要求37的电线，其中所述聚合物增容剂存在的量为2～30wt％，相对于组合物的总重量。
50.权利要求37的电线，其中所述氢氧化镁的中值粒度为0.01～15微米。
51.权利要求37的电线，其中所述氢氧化镁存在的量为5～40wt％，相对于组合物的总重量。
52.权利要求37的电线，其中所述组合物还包括增塑剂。
53.权利要求37的电线，其中所述电线满足或超过ISO 6722的阻燃性要求。
54.权利要求37的电线，其中所述电线满足或超过ISO 6722对性能的要求，所述性能选自：流体相容性、耐热水性、磨损、A级短期热老化、B级短期热老化、C级短期热老化、A级长期热老化、B级长期热老化、C级长期热老化、A级热超负荷、B级热超负荷、C级热超负荷、环境循环，以及两种或多种前述性质的组合。
55.一种电线，其包括：
导体；和
置于该导体上的护套，
其中所述护套包括热塑性组合物，并且
所述热塑性组合物包括
(i)聚(亚芳基醚)；
(ii)第一聚烯烃；
(iii)嵌段共聚物；
(iv)包括酸酐官能团的第二聚烯烃；和
(iv)氢氧化镁。
56.权利要求55的电线，其中所述组合物基本上不含链烯基芳族树脂。
57.权利要求55的电线，其中所述聚(亚芳基醚)存在的量为25～60wt％，相对于组合物的总重量。
58.权利要求55的电线，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃的存在总量为15～40wt％，相对于组合物的总重量。
59.权利要求55的电线，其中所述第二聚烯烃的量为所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃总量的5～95wt％。
60.权利要求55的电线，其中以重量计，所述第一聚烯烃和第二聚烯烃的总量小于聚(亚芳基醚)的量。
61.权利要求55的电线，其中所述第一聚烯烃是高密度聚乙烯，所述第二聚烯烃是用马来酸酐官能化的高密度聚乙烯。
62.权利要求55的电线，其中所述嵌段共聚物包括两种嵌段共聚物。
63.权利要求62的电线，其中所述嵌段共聚物的总量为2～30wt％，相对于组合物的总重量。
64.权利要求55的电线，其中所述嵌段共聚物包括作为受控分布共聚物的嵌段。
65.权利要求55的电线，其中所述氢氧化镁的中值粒度为0.01～15微米。
66.权利要求55的电线，其中所述氢氧化镁存在的量为5～40wt％，相对于组合物的总重量。
67.权利要求55的电线，其中所述组合物还包括增塑剂。
68.一种电线，其包括：
导体；和
置于该导体上的护套，
其中所述护套包括热塑性组合物，并且
所述热塑性组合物包括
(i)45～55wt％的聚(亚芳基醚)；
(ii)第一聚烯烃；
(iii)10～20wt％的嵌段共聚物的组合；
(iv)包括酸酐官能团的第二聚烯烃；和
(v)5～20wt％的氢氧化镁，
其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃的总重量为15～30wt％，所有的wt％都是基于组合物的总重量的。
69.一种电线，其包括：
导体；和
置于该导体上的护套，其中所述护套包括热塑性组合物，并且
所述热塑性组合物包括
(i)聚(亚芳基醚)；
(ii)高密度聚乙烯；
(iii)聚烯烃嵌段共聚物；
(iv)包括酸酐官能团的聚烯烃；
(v)嵌段共聚物；和
(v)氢氧化镁。
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