CN103748639B - 含有基于哌嗪的泡沸阻燃剂的无卤素阻燃聚合物组合物 - Google Patents

含有基于哌嗪的泡沸阻燃剂的无卤素阻燃聚合物组合物 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种不含卤素的阻燃聚合物组合物，其制备方法及其用途。所述组合物含有丙烯聚合物，热塑性弹性体，和含有哌嗪组分的泡沸阻燃剂系统。获得的无卤素阻燃聚合物组合物用于制备线材和缆线护套。

Description

含有基于哌嗪的泡沸阻燃剂的无卤素阻燃聚合物组合物
技术领域
本发明的实施方式涉及用于线材和线缆(W&C)应用的组合物。一方面，本发明涉及用于W&C护套例如保护性夹套和绝缘层中的热塑性组合物，其是阻燃的并且不含卤素的。
背景技术
线材和线缆(W&C)阻燃护套市场中的关键挑战是提供一种阻燃剂组合物，其在低电压个人电子应用中用于柔性布线用途，包括消费电子产品例如收集充电器线材和计算机数据，电源和零件绳。虽然目前的绝缘物质可提供机械性质和柔性的平衡，但是在高温热老化之后的伸长率保持性差，并且湿电阻(wet electrical resistance)低。
使用单个聚合的系统如聚烯烃或者热塑性弹性体(TPE)如热塑性聚氨酯制造的组合物缺乏必要的规定来满足阻燃(FR)绝缘市场的所有必要的要求。基于热塑性聚氨酯(TPU)-的不含卤素的阻燃(HFFR)组合物通常用于个人电子产品的线材绝缘层/线缆护套，从而代替含有卤素的聚合物质。由基于TPU-的阻燃(FR)聚合物组合物形成的线缆护套通常执行在150℃的热变形试验(UL-1581)要求，这在某些W&C应用中是重要的，并且通常由未交联的聚乙烯作为基质聚合物形成的护套不能达到。但是，基于TPU-的FR组合物的主要缺点是阻燃(IR)失效，差的烟雾密度，高的物质密度，和TPU作为原料的高成本。
使用聚烯烃代替TPU可能解决基于TPU-的FR组合物的问题。但是，相比于基于TPU-的FR组合物，基于聚烯烃或聚烯烃弹性体的HFFR组合物通常遭受由于较低的熔融温度而导致的热变形性质急剧降低的损害，在高温如150℃尤其是如此。此外，聚烯烃组分的使用通常由于碳氢结构而降低总的FR性能。因此，对于基于聚烯烃的HFFR组合物来说难以给出高水平的阻燃性和平衡的机械性质。
发明内容
在本发明的实施方式中，提供一种不含卤素的阻燃组合物，其易于加工从而制备线材和线缆(W&C)护套，该护套会通过VW-1阻燃性试验和在150℃的UL1581-2001热变形试验二者，而同时具有低于35000psi的割线模量，并且显示出良好的拉伸性质和柔性，并且提供高的湿(绝缘)电阻。在一种实施方式中，所述组合物含有:
A.聚烯烃基础树脂，其基于丙烯聚合物，例如丙烯均聚物，丙烯无规共聚物(RCP)，丙烯冲击改性的聚合物(ICP)，或其混合物，作为主要相，为制剂的至少5wt％，和更优选大于10wt％；
B.一种或多种热塑性弹性体(TPE)；
C.基于以下物质的阻燃剂系统：基于氮和/或磷的泡沸的不含卤素的含有哌嗪组分的阻燃剂；和
D.任选的添加剂包。
在该组合物的实施方式中，组分"A"聚烯烃基础树脂是至少5wt％和优选大于10wt％，组分"B"TPE为约1-80，优选至少10，wt％，组分"C"阻燃剂系统为至少10，优选至少20，wt％，和组分"D"任选的添加剂，当存在时，为0.1-20wt％，所述wt％基于制剂的总重量。
本发明提供不含卤素的阻燃聚合物组合物，其用于线材和线缆(W&C)绝缘层用途，并且用于在非-PVC，无卤素的和/或不含卤素的，阻燃剂市场中代替聚氯乙烯(PVC)组合物。本发明的组合物尤其是可用于柔性布线应用，例如，消费电子产品如手机充电器线材，等。本发明的组合物克服了现有技术的缺点，提供了机械性质、高阻燃性和可加工性的期望平衡，所述可加工性包括良好的热稳定性和高柔性，和高度改善的湿绝缘电阻和湿电性质，热老化性能和热变形。
含有丙烯的聚烯烃和热塑性弹性体(TPE)如聚烯烃的无规和嵌段共聚物的本发明的共混物(其结合有含有哌嗪组分的泡沸的氮-磷(N-P)型，非-卤素，阻燃(FR)添加剂系统)获得了出乎意料的协同作用，其提供从本发明的FR组合物制备的线材和线缆(W&C)护套，该护套，相对于用于W&C绝缘层的其它非卤素FR复合材料而言，具有以下性质的优异平衡：良好的机械性质，包括拉伸伸长率大于150％和200％(ASTM D638)，拉伸应力大于10MPa，和拉伸强度大于800psi，通过VW-1试验的优异FR性能，容易挤出，通过在高达150℃的UL1581-2001试验的改善的热变形性质(小于50％)，改善的湿电阻，良好的热老化性质，柔性和低烟雾密度。本发明的PP/TPE组合物相对于基于TPU-的不含卤素的阻燃材料具有优异的机械性质和柔性，并且相对于基于TPU-的不含卤素的阻燃剂(HFFR)组合物具有低得多的密度和较高的湿绝缘电阻(电阻性)，并且原料成本显著降低。基于金属水合物的TPU，TPEs或聚烯烃化合物，和基于泡沸的聚烯烃化合物不提供FR性能和机械性质与热变形和湿绝缘电阻的合适平衡，而如本申请所提供的本发明的聚烯烃如聚丙烯与弹性体或基于PO-的无规或嵌段的共聚物的共混物提供这种合适平衡。本发明的组合物通过了W&C应用的标准，包括通过VW-1阻燃性试验，低于35000psi的测量割线模量(柔性)，在至少80℃的热变形，和在具体的实施方式中，在121℃和150℃，<50％。本发明的不含卤素的FR热塑性组合物也满足北美，欧洲和日本的规定，包括但不限于UL-62，HD21.14和JCS 4509标准和规定。
有利地，本发明的组合物不需要，并且在许多实施方式中，在PP和热塑性弹性体组分之间不含有增容剂(例如，官能聚合物)，其提供了成本有效的解决方案给需要不同的官能聚合物作为增容剂来获得共混物的其它组合物和方法。本发明的组合物也不使用任何交联步骤(即，没有后固化或者动态交联)，因此提供了相对于使用交联机理的其它技术而言简化的方法和改善的材料加工性。通过用热塑性弹性体(例如，无规或嵌段聚烯烃共聚物)代替其它已知制剂的一部分单聚合物内容物(PP和/或其它TPE)，结合有该泡沸的氮-磷型FR添加剂系统的共混物提供了优异的以下性质的平衡：机械性质(例如，伸长率>150％，拉伸强度>800psi)，改善的热变形温度，良好的燃烧性质，和改善的湿电性能。此外，通过在低成本的聚烯烃中与TPE共混，该塑料的成本被显著降低，对于用于不含卤素的FR塑料的TPE和聚烯烃最终用途，这容许新的制剂设计空间(formulation latitude)。本发明的组合物通过提供优异的机械性质和热变形性质，同时不损失总的FR性能，也提供了基于聚烯烃-的HFFR产物的解决方案。
具体实施方式
定义
提及元素周期表的所有参考都是指CRC Press，Inc.，2003出版的和享有版权的元素周期表。所有，任何提及的族或多个族都应该是使用该IUPAC系统用于对族进行编号的元素周期表中反映的族或多个族。除非相反地指出，从上下文暗示，或者现有技术中的惯例，否则，所有的分数和百分数(％)都基于重量，并且所有的试验方法都是本公开的申请日有效的。对于美国专利实践的目的，将任何提及的专利、专利申请或者出版物的内容的全部(或它的等价美国版本也通过参考并入本申请)通过参考并入本申请，尤其是在合成技术、产品和加工设计、聚合物、催化剂、定义方面(达到不与本公开中具体提供的任何定义不相一致的程度)，和本领域公知常识。
在本公开中数值范围是近似值，因此可包括在该范围之外的值，否则会另外指出。数值范围包括从下限(包括下限)到上限(包括上限)以一个单位增加的所有值，条件是在任何下限和任何上限之间有至少两个单位隔开。例如，如果一个组分，物理或其他性质，如分子量，重量百分数，等，为100至1,000，那么意图所有的单独值，如100，101，102，等，和子范围，如100至144，155至170，197至200，等，都明确列举。对于含有小于1的值或者含有大于1的分数(如，1.1，1.5，等)的范围，认为一个单位合适地是0.0001，0.001，0.01或0.1。对于含有单个数字小于10的范围(如，1至5)，一个单位通常认为是0.1。这些仅是具体意图的实例，意图在本公开中明确提及在最小值和最大值之间所有可能的组合。在本公开中提及数值范围尤其是用于本发明组合物中各个组分的量，本发明的组合物的FR组分中各个组分的量，和各种特征和性质，这些限定了这些组合物和由这些组合物制备的W&C护套。
"线缆"等术语是指在护套如绝缘包覆物或者保护性外套内的至少一根线材或者光线。通常，线缆是束缚在一起的两根或者更多根线材，其通常在共同的绝缘包覆物和/或保护性夹套中。在该护套内的单根线材或者纤维可以是裸露的、包覆的或者绝缘的。组合线缆可含有电线和光纤二者。该线缆等可设计用于低、中、和高电压应用。典型的线缆设计在以下文献中有说明：USP 5,246,783，6,496,629和6,714,707。
"组合物"，"制剂"等术语是指两种或更多种组分的混合物或共混物。
"弹性体"是一种橡胶状聚合物，其能够拉伸至它原始长度的至少2倍，并且当施加拉伸的力释放时它快速回到大约它的原始长度。弹性体的弹性模量为约10,000psi(68.95MPa)或更低，并且未交联状态时在室温使用ASTM D638-72的方法测得的伸长率常常大于200％。
"不含卤素的"等术语是指本发明的组合物没有或者基本上没有卤素含量，即，含有<2000mg/kg的卤素，通过离子色谱(IC)或者类似的分析方法测量。小于这个量的卤素含量认为对于组合物作为线材或线缆包覆物的功效是无关紧要的。
"互聚物"是指通过至少两种不同的单体的聚合制备的聚合物。这个一般性术语包括共聚物，通常用来指代由两种不同的单体制备的聚合物，和由不止两种不同的单体制备的聚合物，例如，三元共聚物，四元共聚物，等。
"泡沸阻燃剂"等术语是指阻燃剂，其在暴露于火的过程中产生在聚合物材料的表面形成的发泡的烧焦物(foamed char)。
"基于烯烃的聚合物"等术语是指一种聚合物，其含有聚合形式的主要重量百分数(wt％)的烯烃，如乙烯或丙烯，基于聚合物的总重量。基于烯烃的聚合物的非限制性实例包括基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物。
术语"聚合物"(等术语)是一种大分子化合物，其通过使相同或不同类型的单体反应(即，聚合)制备。"聚合物"包括均聚物和互聚物。
"聚合物共混物"等术语是指两种或更多种聚合物的共混物。这种共混物可以是或可以不是可混溶的。这种共混物可以是或者可以不是相分离的。该共混物可以含有或者可以不含有一个或多个域构型，通过透射电镜、光散射、x-射线散射、和本领域已知的任何其它方法确定。
"聚烯烃"，"PO"等术语是指源自简单烯烃的聚合物。许多聚烯烃是热塑性的，并且对于本发明的目的，能够包括橡胶相。代表性的聚烯烃包括聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚异戊二烯和它们的各种互聚物。
"电阻"定义为材料基于材料的形状(面积和长度)和电阻率对电流流动的阻挡。电阻表明电跨越表面或者从表面到底面的连续程度，并且也可以表示物体耗散电荷的能力。术语"表面电阻"定义为在接触材料的同一侧的规定构型的两个电极之间的直流电压与流经这两个电极的电流的比率。电阻和表面电阻以欧姆计。
"表面电阻率"定义为对于流经表面的电流，每单位长度的直流电压降低与每单位宽度的表面电流的比。当材料是恒定厚度的薄膜时，表面电阻率是材料参数。有效的是，该表面电阻率是两个相对的正方形侧面之间的电阻，而与该正方形的尺寸(其中该尺寸大于该膜的厚度)或者它的空间单位(dimensional units)无关。表面电阻率以Ω/sq表示，并且通常用来评价电子应用的绝缘材料。
断裂拉伸伸长率根据ASTM D638测得。断裂拉伸强度根据ASTM D638测得。
"体积电阻(Volume resistance)"定义为在与待测试的物体的材料的两个相对的侧面接触的两个电极(具有规定的构型)之间的直流电压与流经这两个电极的电流的比。体积电阻以欧姆给出。
"体积电阻率"定义为每单位厚度的直流电压降与流经该物质的每单位面积的电流的量的比。体积电阻率表示物质有多容易将电传递通过该物质的本体。体积电阻率以欧姆-厘米(Ω-cm)表示。
"VW-1"是线材和套管的Underwriters'Laboratory(UL)火焰等级，是指"垂直线材，等级1"，这是线材或者套管在UL 1441规定中能够给的最高火焰等级。该试验通过将线材或者套管置于垂直的位置而进行。将火焰置于下方一段时间，然后移除，并且记录该套管的特征。VW-1火焰试验能够根据UL-1581的方法1080确定。
"线材"等术语是指导体金属的单根线料，例如，铜或铝，或者单根光纤。
在本发明的实施方式中，该组合物包括组分(A)聚烯烃基础树脂作为主要相和组分(B)热塑性弹性体(TPE)的双-树脂系统，所述组分(A)聚烯烃基础树脂包括但不限于基于聚丙烯-的聚合物，所述双-树脂系统共混有组分(C)阻燃剂(FR)系统和任选的组分(D)任选的添加剂。该FR系统包括基于氮/邻的泡沸的不含卤素的阻燃剂，所述阻燃剂含有哌嗪组分(例如，FP2100J和Budit3167)。该任选的添加剂包能够包括一种或多种对于用于制备阻燃线材和线缆的组合物来说常规的添加剂，例如，抗氧化剂，UV稳定剂，着色剂，加工助剂，等。
聚烯烃(PO)基础树脂/基质。该聚烯烃(PO)基础树脂(基质)组分(A)含有丙烯聚合物(也称为聚丙烯)作为主要相。该聚烯烃基础树脂组分为组合物的至少5，至少10，优选至少20wt％，和通常为5-80，10-60，10-40，和20-40wt％。优选，该聚烯烃基础树脂组分为所述组合物的大于20wt％和小于或等于30wt％。
"丙烯聚合物"、"丙烯"等术语是指一种聚合物，其含有主要重量百分比的聚合的丙烯单体(基于可聚合的单体的总量)，和任选地可包括至少一种聚合的共聚单体。本发明的丙烯聚合物含有丙烯均聚物以及无规和抗冲改性的丙烯共聚物，及其混合物。该丙烯聚合物能够为全同立构的，间同立构的或者无规立构的聚丙烯。"丙烯均聚物"和类似的术语是指一种聚合物，其完全或者基本上完全由源自丙烯单体的单元组成(大于65wt％)。"丙烯共聚物"和类似术语是指一种聚合物，其含有源自丙烯和乙烯和/或一种或多种不饱和共聚单体的单元。术语"共聚物"包括三元共聚物，四元共聚物，等。对于丙烯共聚物，该共聚单体含量优选为小于35，优选2至30，和优选5至20，wt％。所述丙烯聚合物的熔体流动速率(MFR，通过ASTM D1238在230℃/2.16kg测得)优选小于20g/10min.，优选至少1，1.5，和最优选至少1.9，g/10min.，和通常至多2，5，7，最优选至多12，g/10min.，以便获得良好的加工性和机械性质平衡。该丙烯聚合物优选显示出峰值熔点(Tmax)，通过DSC测得，为100-170℃，和优选高于140℃。聚丙烯均聚物是可商购的，并且包括DOW聚丙烯均聚物树脂DOW 5D49(MFR＝38g/10min)，DOW 5D98(MFR＝3.4g/10min)，DOW 5E16S(MFR＝35g/10min)，和DOW 5E89(MFR＝4.0g/10min)，等，可得自The Dow Chemical Company。
丙烯均聚物是容易获得和价格有竞争力的物质。但是，无规和抗冲共聚物对于丙烯和乙烯聚合物的相容性是优选的，并且对于得到的制品的改善的物理和机械性质(例如改善的撕裂，落镖冲击，或者在膜中的耐刺穿性(puncture resistance))是优选的。与丙烯均聚物相比，无规丙烯共聚物显示出改善的光学性质(即，透明性和雾度)，改善的耐冲击性，增加的柔性和降低的熔点。无规丙烯共聚物用于许多应用中，通常是需要改善的透明性和/或耐冲击性(与丙烯均聚物相比)的那些。
"无规共聚物"是指一种共聚物，其中单体在聚合物链中无规分布。无规丙烯共聚物通常含有90摩尔％或者更多的源自丙烯的单元，剩余的单元是源自至少一种α-烯烃的单元。在共聚物中存在共聚单体改变了结晶度，并且因此改变了丙烯的物理性质。该无规丙烯共聚物的α-烯烃组分优选为乙烯(对于本发明的目的来说认为是α-烯烃)或者C4-20直链，支化的或者环状α-烯烃。C4-20α-烯烃的实例包括1-丁烯，4-甲基-1-戊烯，1-己烯，1-辛烯，1-癸烯，1-十二碳烯，1-十四碳烯，1-十六碳烯，和1-十八碳烯。该α-烯烃也可含有环状结构，例如环己烷或者环戊烷，得到α-烯烃例如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己烷)和乙烯基环己烷。虽然不是该术语的经典意义上的α-烯烃，对于本发明的目的，某些环状烯烃，例如降冰片烯和相关的烯烃，尤其是5-乙叉-2-降冰片烯，是α-烯烃，并且可代替一些或者所有的所述α-烯烃使用。类似地，苯乙烯和它的相关烯烃(例如，α-甲基苯乙烯)对于本发明的目的是α-烯烃。说明性的无规聚丙烯共聚物包括但不限于丙烯/乙烯，丙烯/1-丁烯，丙烯/1-己烯，丙烯/1-辛烯，等。无规共聚物聚丙烯是可商购的并且包括DOW无规共聚物聚丙烯树脂DS6D82(MFR＝7.0g/10min)，6D83K(MFR＝1.9g/10min)，C715-12NHP(MFR＝12g/10min)，等，都可得自The Dow Chemical Company。
术语"抗冲共聚物"是指非均相(heterophasic)丙烯共聚物，其中聚丙烯是连续相(基质)和弹性相均匀分散在其中。抗冲共聚物是均聚物与弹性体的物理共混物，并且能够通过机械共混或通过多阶段反应器生产。通常该抗冲共聚物在双或者多阶段方法中形成。在一些实施方式中，该抗冲共聚物具有至少5，至少6，优选至少7，至多35，至多15，和优选至多9wt％的乙烯共聚物。说明性的冲击改性的丙烯共聚物包括以商标名C766-03(MFR＝3g/10min)，C7057-07(MFR＝7g/10min)，C7061-01N(MFR＝1.5g/10min)，C706-21NA HP(MFR＝21g/10min)得自The Dow Chemical Company的那些。
热塑性弹性体(TPE).组分"B"热塑性弹性体(TPE)是聚烯烃(PO)，其(1)具有弹性体的性质，有能力被拉伸至超过它的原始长度并当释放时缩回到基本上它的原始长度，和(2)能够像热塑性物质一样加工，有能力在暴露于热时软化并当冷却至室温时回到基本上它的初始条件。TPE含有至少两个链段，一个热塑性的和另一个弹性的。
可将该组合物与一种或多种TPE树脂配制从而提高该组合物的总体性质平衡，其可以作为分散相存在于聚烯烃(PO)基础树脂(基质)中，或者作为用该PO相点缀的共连续相，或者TPE作为具有PP和一种或多种分散在其中的其它TPEs的共连续相。所述TPE(s)可占组合物的5至80wt％，10至50wt％，10至40wt％，20至40wt％和优选30至40wt％。最优选的是TPEs的熔融温度(DSC Tm峰)为大于130℃，135℃，140℃，或145℃。根据本发明的合适的TPEs的非限制性实例包括苯乙烯类嵌段共聚物(例如，SEBS)，基于丙烯-的弹性体/塑性体(例如，VERSIFYTM丙烯-乙烯共聚物或者高熔点VERSIFYTM丙烯-乙烯共聚物)和烯烃嵌段共聚物(OBCs)(例如，INFUSETM9507或者9100OBC)。
通常，适合于本发明的苯乙烯类嵌段共聚物包括至少2个单链烯基亚芳基嵌段，优选2个聚苯乙烯嵌段，被饱和的共轭二烯的嵌段(优选饱和的聚丁二烯嵌段)隔开。该优选的苯乙烯类嵌段共聚物具有线性结构，但是在一些实施方式中，支化的或者径向聚合物或者官能化的嵌段共聚物制备了有用的化合物。如果该共聚物具有线性结构，那么该苯乙烯类嵌段共聚物的总数均分子量优选为30,000至250,000。这种嵌段共聚物通常的平均聚苯乙烯含量为共聚物的6至65wt％，更通常为10至40wt％。适合用于本发明的苯乙烯类嵌段共聚物的实例描述于以下文献中：EP0712892，WO 2004/041538，USP 6,582,829，4,789,699，5,093,422and 5,332,613，和US 2004/0087235，2004/0122408，2004/0122409，和2006/0211819。合适的苯乙烯类嵌段共聚物的非限制性实例包括苯乙烯/丁二烯(SB)共聚物，苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯(SEBS)三元共聚物，苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)三元共聚物，氢化的SBS或者SEBS，苯乙烯/异戊二烯(SI)，和苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)三元共聚物。苯乙烯类嵌段共聚物的商业来源包括Kraton Polymers(SEBS G1643M，G1651ES)，AsahiKasei Chemicals Corporation，和Kuraray America。
术语"基于聚丙烯-的塑性体"(PBP)或者"基于丙烯-的弹性体"(PBE)包括熔化热<100J/g和MWD<3.5的反应器级别的丙烯/α-烯烃共聚物。该PBPs通常的熔化热<100J/g，而该PBEs通常的熔化热<40J/g。该PBPs通常的wt％乙烯为3至15wt％，弹性的PBEs具有10至15wt％乙烯。
在所选的实施方式中，所述TPE聚合物由乙烯/α-烯烃共聚物或丙烯/α-烯烃共聚物形成。在一种实施方式中，所述TPE聚合物含有一种或多种非极性聚烯烃。在一种具体的实施方式中，所述TPE聚合物是丙烯/α-烯烃共聚物，其特征在于具有基本上全同立构的丙烯序列。"基本上全同立构的丙烯序列"是指该序列的全同立构的通过13C NMR测得的三单元组(triad)(mm)为>0.85，>0.90，>0.92，和在另一可供选择的实施方式中为，>0.93。全同立构的三单元组在本领域中是已知的，并且描述于例如USP 5,504,172和WO 2000/01745中，其是指共聚物分子链中通过13C NMR光谱确定的三单元组单元的全同立构的序列。
该丙烯/α-烯烃共聚物可具有0.1至25g/10min.的熔体流动速率(MFR)，根据ASTMD-1238(在230℃/2.16Kg)测得。0.1至25g/10min.的所有的单独值和子范围都包含并披露于本申请中；例如，该MFR能够为从下限0.1，0.2，或0.5，至上限25，15，10，8，或5，g/10min。例如，该丙烯/α-烯烃共聚物的MFR可为0.1至10，或在可供选择的实施方式中，为0.2至10，g/10min。
所述丙烯/α-烯烃共聚物的结晶度为至少1至30wt％(熔化热为至少2至小于50焦耳/克(J/g))，其所有的单独值和子范围都包含在本申请中并且披露于本申请中。例如，该结晶度可为从下限1，2.5，或3，wt％(分别为，至少2，4，或5J/g)至上限30，24，15或7，wt％(分别为，小于50，40，24.8或11J/g)。例如，所述丙烯/α-烯烃共聚物的结晶度可为至少1至24，15，7，或5，wt％(分别为，至少2至小于40，24.8，11，或8.3J/g)。结晶度通过DSC方法如上所述测得。该丙烯/α-烯烃共聚物含有源自丙烯的单元和源自一种或多种α-烯烃共聚单体的聚合单元。示例性的共聚单体是C2，和C4至C10α-烯烃；例如，C2，C4，C6和C8α-烯烃。
该丙烯/α-烯烃共聚物含有1至40wt％的一种或多种α-烯烃共聚单体。1至40wt％的所有的单独值和子范围都包含并披露于本申请中；例如，共聚单体含量可为从下限1，3，4，5，7或9，wt％至上限40，35，30，27，20，15，12或9，wt％。例如，所述丙烯/α-烯烃共聚物含有1至35wt％，或者在可供选择的实施方式中，1至30，3至27，3至20，或3至15，wt％，的一种或多种α-烯烃共聚单体。
所述丙烯/α-烯烃共聚物的分子量分布(MWD)，定义为重均分子量除以数均分子量(Mw/Mn)，为3.5或更低；在可供选择的实施方式中，为3.0或更低；或者在另一可供选择的实施方式中，为1.8至3.0。
这种丙烯/α-烯烃共聚物进一步详细描述于USP 6,960,635和6,525,157中，将其通过参考并入本申请。这些丙烯/α-烯烃共聚物可商购自The Dow Chemical Company(以商标名VERSIFY)，或购自ExxonMobil Chemical Company(以商标名VISTAMAXX)。
在一种实施方式中，所述丙烯/α-烯烃共聚物进一步的特征在于含有(A)60至小于100，80至99，和更优选85至99，wt％的源自丙烯的单元，和(B)大于0至40，优选1至20，4至16，和甚至更优选4至15，wt％的至少一种源自乙烯和/或C4-10α-烯烃的单元；并且平均含有至少0.001，至少0.005和更优选至少0.01，的长链支化/1000个总碳原子，其中术语长链支化是指链长度比短链支化多至少一(1)个碳，和其中短链支化是指比共聚单体的碳数目小二(2)个碳的链长度。例如，丙烯/1-辛烯互聚物的主链的长支链的长度为至少七(7)个碳，但是这些主链也具有长度为仅六(6)的短链支化。丙烯互聚物中长链支化的最大数目对于本发明的实施方式的定义不是关键的，但是通常它不超过3个长链支化/1000个总碳原子。这种丙烯/α-烯烃共聚物进一步描述于美国临时申请60/988,999和PCT/US08/082599中，将其通过参考并入本申请。
"烯烃嵌段共聚物,""烯烃嵌段互聚物,""多嵌段互聚物"等术语是指一种聚合物，其含有两个或更多个化学上不同的区域或链段(称为"嵌段")(其优选以线性方式连接)，即，一种聚合物，其含有化学上不同的单元，其相对于聚合的烯烃式官能团优选乙烯式官能团而言是首尾连接的，而不是以侧挂或者接枝的方式连接的。在优选的实施方式中，多个嵌段在以下方面有不同：结合的共聚单体的量或类型，密度，结晶度的量，归属于这种组成的聚合物的微晶尺寸，立构规整度的类型和程度(全同立构的或间同立构的)，区域规整性或区域不规整性，支化的量(包括长链支化或超支化)，均匀性或者任何其它化学或物理性质。相比现有技术的嵌段互聚物(包括通过连续单体加成，循变催化剂(fluxional catalyst)，或阴离子聚合技术制备的互聚物)，本发明中使用的多嵌段互聚物的特征在于具有独特的分布的：聚合物多分散性(PDI或Mw/Mn或MWD)，嵌段长度分布，和/或嵌段数目分布，在优选的实施方式中，是由于在制备它们时的穿梭剂与多种催化剂的组合的作用导致的。更具体地，当在连续方法中产生时，该聚合物的PDI理想地为1.7至3.5，优选1.8至3，1.8至2.5，和最优选为1.8至2.2。当在分批或者半分批方法中生产时，该聚合物的PDI理想地为1.0至3.5，优选1.3至3，1.4至2.5，和最优选1.4至2。
术语"乙烯多嵌段互聚物"是指包含乙烯和一种或多种可互聚的共聚单体的多嵌段互聚物，其中乙烯构成聚合物中至少一个嵌段或链段的多个聚合的单体单元，优选为所述嵌段的至少90，至少95和最优选至少98，mol％。基于总的聚合物重量，本发明的实践中使用的乙烯多嵌段互聚物的乙烯含量优选为25至97，40至96，55至95，和最优选65至85，％。
因为由两种或者更多种单体形成的各个可区分的链段或嵌段连接成单个聚合物链，该聚合物不能使用标准的选择性萃取技术进行完全分级。例如，含有相对结晶的区域(高密度链段)和相对无定形的区域(低密度链段)的聚合物不能使用不同的溶剂选择性萃取或者分级。在优选的实施方式中，使用二烷基醚或者烷烃-溶剂可萃取的聚合物的量为聚合物总重量的<10，<7，<5，最优选<2，％。
此外，本发明的实践中使用的多嵌段互聚物理想地具有一种PDI，该PDI符合Schutz-Flory分布而不是Poisson分布。使用WO 2005/090427和USSN 11/376,835中描述的聚合方法导致一种产物，其同时具有多分散嵌段分布和多分散分布的嵌段尺寸。这导致形成具有改善的和可区分的物理性质的聚合物产物。多分散嵌段分布的理论优点已经早先在以下文献中模拟并讨论过：Potemkin，Physical Review E(1998)57(6)，pp.6902-6912，和Dobrynin，J.Chem.Phvs.(1997)107(21)，pp 9234-9238。
在进一步的实施方式中，该多嵌段互聚物，尤其是在连续溶液聚合反应器中制备的那些，具有嵌段长度的概率最大分布。在本发明的实施方式中，该乙烯多嵌段互聚物定义为具有:
(A)Mw/Mn为约1.7至约3.5，至少一个以摄氏度计的熔点Tm，和以克/立方厘米计的密度d，其中Tm和d的数值对应于以下关系:Tm>-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2，或者
(B)Mw/Mn为约1.7至约3.5，并且特征在于熔化热，以J/g计的)H，和以摄氏度计的Δ量，)T，其定义为最高DSC峰和最高CRYSTAF峰之间的温度差，其中)T和)H的数值具有以下关系:对于)H大于0和至多130J/g，)T>-0.1299()H)+62.81；和对于)H大于130J/g，)T≥48℃，其中所述CRYSTAF峰使用至少5％的所述累积聚合物确定，并且如果小于5％的所述聚合物具有可确定的CRYSTAF峰，那么该CRYSTAF温度为30℃；或
(C)以％计的在300％应变和1个循环使用乙烯/α-烯烃互聚物的压塑的膜测量的弹性回复，Re，并且具有以g/cc计的密度d，其中Re和d的数值满足以下关系：当乙烯/α-烯烃互聚物基本上不含交联相时:Re>1481–1629(d)；或者
(D)当使用TREF分级时在40℃和130℃之间洗脱的分子量级分，其特征在于所述级分的摩尔共聚单体含量比在相同的温度洗脱的与之相当的无规乙烯互聚物级分高至少5％，其中所述与之相当的无规乙烯互聚物具有相同的共聚单体并且其熔体指数，密度和摩尔共聚单体含量(基于整个聚合物)在所述乙烯/α-烯烃互聚物的±10％以内；或者
(E)在25℃的存储模量，G'(25℃)，和在100℃的存储模量，G'(100℃)，其中G'(25℃)与G'(100℃)的比为约1:1至约9:1。
所述乙烯/α-烯烃多嵌段互聚物也可具有:
(F)当使用TREF分级时在40℃和130℃之间洗脱的分子量级分，其特征在于所述级分的嵌段指数为至少0.5和至多约1，和分子量分布Mw/Mn为大于约1.3；或者
(G)平均嵌段指数大于0和至多约1.0，和分子量分布Mw/Mn大于约1.3。
用于制备在本发明中使用的乙烯多嵌段互聚物的合适的单体包括乙烯和一种或多种不同于乙烯的可加成聚合的单体。合适的共聚单体的实例包括具有3至30，优选3至20个碳原子的直链或者支化的α-烯烃，例如丙烯，1-丁烯，1-戊烯，3-甲基-l-丁烯，1-己烯，4-甲基-1-戊烯，3-甲基-1-戊烯，1-辛烯，1-癸烯，1-十二碳烯，1-十四碳烯，1-十六碳烯，1-十八碳烯和1-二十碳烯；具有3至30，优选3至20个碳原子的环-烯烃，例如环戊烯，环庚烯，降冰片烯，5-甲基-2-降冰片烯，四环十二碳烯，和2-甲基-1,4,5,8-二亚甲基(dimethano)-1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氢萘；二-和多烯烃，例如丁二烯，异戊二烯，4-甲基-1,3-戊二烯，1,3-戊二烯，1,4-戊二烯，1,5-己二烯，1,4-己二烯，1,3-己二烯，1,3-辛二烯，1,4-辛二烯，1,5-辛二烯，1,6-辛二烯，1,7-辛二烯，乙叉降冰片烯，乙烯基降冰片烯，二环戊二烯，7-甲基-1,6-辛二烯，4-乙叉-8-甲基-1,7-壬二烯，和5,9-二甲基-1,4,8-癸三烯；和3-苯基丙烯，4-苯基丙烯，1,2-二氟乙烯，四氟乙烯，和3,3,3-三氟-1-丙烯。
可用于本发明中的其它乙烯多嵌段互聚物是乙烯，C3-20α-烯烃，尤其是丙烯，和任选的，一种或多种二烯单体的弹性互聚物。用于该实施方式中的优选的α-烯烃通过式CH2＝CHR*表示，其中R*是具有1至12个碳原子的线性或支化的烷基。合适的α-烯烃的实例包括但不限于丙烯，异丁烯，1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，4-甲基-1-戊烯，和1-辛烯。一种特别优选的α-烯烃是丙烯。该基于丙烯的聚合物在本领域中通常称作作为EP或者EPDM聚合物。用于制备这种聚合物，尤其是多嵌段EPDM类型-聚合物的合适的二烯包括含有4至20个碳原子的共轭或者非共轭的、直链或者支化的链-，环状的-或者多环的二烯。优选的二烯包括1,4-戊二烯，1,4-己二烯，5-乙叉-2-降冰片烯，二环戊二烯，环己二烯，和5-丁叉-2-降冰片烯。一种特别优选的二烯是5-乙叉-2-降冰片烯。
因为该含有二烯的聚合物含有交替的链段或嵌段，所述交替的链段或嵌段含有较高或较低量的二烯(包括没有)和α-烯烃(包括没有)，可减少二烯和α-烯烃的总量而不损失得到聚合物性质。也即，因为优选将该二烯和α-烯烃单体结合到一种类型的聚合物嵌段嵌段中，而不是均匀地或者无规地结合到整个聚合物中，它们更有效地使用并且接着能够较好地控制聚合物的交联密度。这些可交联的弹性体和固化产物具有有利的性质，包括较高的拉伸强度和较好的弹性回复。
可用于本发明的实践中的乙烯多嵌段互聚物的密度为小于0.90，优选小于0.89，小于0.885，小于0.88，甚至更优选小于0.875，g/cc。该乙烯多嵌段互聚物通常的密度为大于0.85，和更优选大于0.86，g/cc。密度通过ASTM D-792的过程测得。低密度乙烯多嵌段互聚物通常的特征在于无定形，柔性和具有良好的光学性质，例如，高的可见和紫外光透过率和低雾度。在本发明中有用的乙烯多嵌段互聚物通常的MFR为1-10g/10min.，通过ASTMD1238(190℃/2.16kg)测得。在本发明的实践中有用的乙烯多嵌段互聚物的2％割线模量为<150，优选<140，<120，和甚至更优选<100，mPa，通过ASTM D-882-02的过程测得。该乙烯多嵌段互聚物通常的2％割线模量为大于0，但是模量越低，该互聚物就越适合用于本发明。割线模量是从应力-应变图的开始并且、在感兴趣的点与该曲线交叉的线的斜率，它用来描述材料在图的非弹性区域的硬度。较低模量的乙烯多嵌段互聚物特别适合用于本发明中，因为他们提供了在应力下的稳定性，例如，不太易于在应力或者收缩下破裂。可用于本发明中的乙烯多嵌段互聚物通常具有小于约125℃的熔点。该熔点通过描述于WO 2005/090427(US2006/0199930)中的差示扫描量热(DSC)方法测得。具有低的熔点的乙烯多嵌段互聚物常常显示出期望的柔性和热塑性，其可用于制备本发明的线材和线缆护套。用于本发明的实践中的该乙烯多嵌段互聚物，和他们的制备和用途，更加完整地描述于USP 7,579,408，7,355,089，7,524,911，7,514,517，7,582,716和7,504,347中。
可用于本发明的实践中的烯属嵌段共聚物包括OBCs，其可得自TheDow Chemical Company)，例如，INFUSE OBC D9100(1MI，0.877，74A Shore)，D9500(5MI，0.877，74A Shore)，D9507或者D9530(5MI，0.887，85A Shore)。
其它TPE聚合物.其它的TPE聚合物包括，例如，但不限于，热塑性聚氨酯(TPU)，乙烯/乙酸乙烯基酯(EVA)共聚物(例如，Elvax 40L-03(40％VA，3MI)(DuPont))，乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)共聚物(例如，AMPLIFY)和乙烯丙烯酸(EAA)共聚物(例如，PRIMACOR)(The DowChemical Company)，聚氯乙烯(PVC)，环氧树脂，苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶，和改性PPE树脂(SABIC制备的聚苯醚(PPO)和聚苯乙烯(PS)的无定形共混物)，等。也有用的是烯属弹性体，其包括例如非常低密度的聚乙烯(VLDPE)(例如，乙烯/1-己烯聚乙烯，The Dow Chemical Company)，均匀支化的，线性乙烯/α-烯烃共聚物(例如MitsuiPetrochemicals Company Limited的和DEXplastomer的)，和均匀支化的，基本上线性的乙烯/α-烯烃聚合物(例如，乙烯-辛烯塑性体(例如，EG8200(PE))和聚烯烃弹性体，The Dow Chemical Company)。基本上线性乙烯共聚物更加完整地描述于USP 5,272,236，5,278,272和5,986,028中。在本发明中有用的另外的烯属互聚物包括非均匀支化的基于乙烯-的互聚物，其包括但不限于线性中密度聚乙烯(LMDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)，和超低密度聚乙烯(ULDPE)。商业聚合物包括DOWLEXTM聚合物，ATTANETM聚合物，FLEXOMERTM，HPDE 3364和HPDE 8007聚合物(The DowChemical Company)，ESCORENETM和EXCEEDTM聚合物(Exxon Mobil Chemical)。合适的TPU的非限制性实例包括PELLETHANETM弹性体(Lubrizol Corp.(例如，TPU 2103-90A)；ESTANETM，TECOFLEXTM，CARBOTHANETM，TECOPHILICTM，TECOPLASTTM和TECOTHANETM(Noveon)；ELASTOLLANTM，等(BASF)，和商业TPUs，其可得自Bayer，Huntsman，the LubrizolCorporation and Merquinsa。
可用于本发明中的乙烯互聚物包括乙烯/α-烯烃互聚物，其α-烯烃含量通常为至少5，更通常为至少15，和甚至更通常为至少约20，wt％，基于互聚物的重量。这些互聚物通常的α-烯烃含量为<90，更通常<75，和甚至更通常<50，wt％，基于互聚物的重量。该α-烯烃含量通过13C核磁共振(NMR)光谱使用Randall(Rev.Macromol.Chem.Phys.，C29(2&3))中描述的方法测量。该α-烯烃优选为C3-20线性，支化的或者环状的α-烯烃，例如，丙烯，1-丁烯，4-甲基-1-戊烯，1-己烯，1-辛烯，1-癸烯，1-十二碳烯，1-十四碳烯，1-十六碳烯，和1-十八碳烯。该α-烯烃也含有环状结构例如环己烷或者环戊烷，得到α-烯烃例如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己烷)和乙烯基环己烷。虽然在α-烯烃的经典意义上来说不是α-烯烃，但是对于本发明的目的，某些环状烯烃，例如降冰片烯和相关的烯烃，特别是5-乙叉-2-降冰片烯，是α-烯烃，并且能够用于代替以上所述的一些或者全部α-烯烃。类似地，苯乙烯和它的相关烯烃(例如，α-甲基苯乙烯，等)是用于本发明的目的的α-烯烃。说明性的聚烯烃共聚物包括乙烯/丙烯，乙烯/丁烯，乙烯/1-己烯，乙烯/1-辛烯，乙烯/苯乙烯，等。说明性的三元共聚物包括乙烯/丙烯/1-辛烯，乙烯/丙烯/丁烯，乙烯/丁烯/1-辛烯，乙烯/丙烯/二烯单体(EPDM)和乙烯/丁烯/苯乙烯。该共聚物可为无规的或者嵌段的。
阻燃剂(FR)系统.在一种实施方式中，在本发明的实践中使用的组分"C"阻燃剂(FR)系统包括一种或多种有机基于磷-的和/或基于氮-的泡沸的FR，包括哌嗪组分。用于本发明的组合物中的基于氮/磷的FR的优选量为至少1，10，15，20和最优选至少30wt％，基于组合物的重量。有机基于氮/磷的FR的典型的最大量为组合物的不超过70，60，50，和更优选不超过45，wt％。
在一种实施方式中，本发明的实践中使用的组分"C"阻燃剂(FR)系统包括1-99wt％基于哌嗪的FR和1-99wt％其它阻燃剂，基于FR系统的总重量。基于哌嗪的FR的优选的量为至少5，10，20，30，40，和至少50，wt％。在具体的实施方式中，该FR系统能够包括55-65wt％的基于哌嗪的FR和35-45wt％的其它阻燃剂(例如，磷酸的非金属盐)。
有机基于氮和/或磷的泡沸的FR包括，但不限于，有机膦酸，膦酸盐/酯(phosphonates)，次膦酸盐/酯(phosphinates)，亚膦酸盐/酯(phosphonites)，亚次膦酸盐/酯(phosphinites)，氧化膦，膦，亚磷酸盐/酯或者磷酸盐/酯，氯化磷腈，磷酯酰胺(phosphorus ester amides)，磷酸酰胺(phosphoric acid amides)，膦酸酰胺(phosphonic acid amides)，次膦酸酰胺(phosphinic acid amides)，和三聚氰胺和三聚氰胺衍生物，包括多磷酸三聚氰胺，焦磷酸三聚氰胺和氰尿酸三聚氰胺，和这些物质的两种或更多种的混合物。实例包括苯基二(十二烷基)磷酸酯，苯基二新戊基磷酸酯，磷酸氢苯基亚乙基酯(phenyl ethylene hydrogen phosphate)，苯基-二-3,5,5'-三甲基己基磷酸酯)，乙基二苯基磷酸酯，2-乙基己基二(对甲苯基)磷酸酯，磷酸氢二苯基酯，磷酸二(2-乙基-己基)对甲苯基酯，磷酸三甲苯基酯，磷酸二(2-乙基己基)-苯基酯，磷酸三(壬基苯基)酯，磷酸氢苯基甲基酯，磷酸二(十二烷基)对甲苯基酯，磷酸三甲苯基酯，磷酸三苯基酯，磷酸三苯基酯，磷酸二丁基苯基酯，磷酸2-氯乙基二苯基酯，磷酸对甲苯基二(2,5,5'-三甲基己基)酯，磷酸2-乙基己基二苯基酯，和磷酸氢二苯基酯。USP 6,404,971中描述的类型的磷酸酯是基于磷的FR的实例。另外的实例包括液体磷酸酯例如双酚A二磷酸酯(BAPP)(AdekaPalmarole)和/或间苯二酚二(二苯基磷酸酯)(Fyroflex RDP)(Supresta，ICI)，和固体磷例如多磷酸铵(APP)，哌嗪焦磷酸盐，哌嗪正磷酸盐和哌嗪多磷酸盐。APP常常与阻燃剂共添加剂，例如三聚氰胺衍生物一起使用。也有用的是Melafine(DSM)(2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪；细磨三聚氰胺)。
FR系统的哌嗪组分的实例包括化合物例如哌嗪焦磷酸盐，哌嗪正磷酸盐和哌嗪多磷酸盐。另外的实例包括含有哌嗪基团的多三嗪基化合物或者低聚或聚合的1,3,5-三嗪衍生物，其描述于US 2009/0281215和WO 2009/016129中，将该公开通过参考并入本申请。
FR系统的实施方式包括一种或多种磷酸的非金属盐，例如但不限于，APP，三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物例如焦磷酸三聚氰胺和多磷酸三聚氰胺，和一种或多种哌嗪组分，例如但不限于，哌嗪化合物例如哌嗪焦磷酸盐，哌嗪正磷酸盐，哌嗪多磷酸盐，含有哌嗪基团的多三嗪基化合物，等，和/或含有哌嗪基团的低聚物或者聚合物1,3,5-三嗪衍生物。在具体的实施方式中，该FR系统是以下物质的共混物：APP，三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物，和哌嗪化合物例如哌嗪焦磷酸盐，哌嗪正磷酸盐，和/或哌嗪多磷酸盐。在另一实施方式中，该FR系统是以下物质的共混物：APP，三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物和含有哌嗪基团的低聚物或聚合物1,3,5-三嗪衍生物。在一些实施方式中，该FR物质含有基于三聚氰胺-的涂层。这些有机的基于氮/磷的泡沸的物质共混物可以购自Amfine Chemical Corporation(USA)(Adeka Palmarole SAS)的FP-2200和FP-2100J泡沸阻燃剂，可购自JLS Chemical(China)的PNP1D，和可购自Budenheim Ibérica Comercial，S.A.(Spain)的Budit 3167。
本发明的PP/TPE/泡沸FR共混物，尤其是具有FP2100J，PNP1D和/或Budit 3167作为主要FR化学品的共混物，显示出优良的燃烧性能，并且得到足以通过VW-1试验要求(UL1581)的优异阻燃性和拉伸性质(包括拉伸应力大于8兆帕(MPa)和拉伸伸长率大于200％)(ASTM D638)，在150℃的热变形比例<50％(UL1581-2001)，和良好的柔性和柔软性(2％割线模量<250MPa(ASTM D638)；肖氏A硬度<95(ASTM D2240)的协同平衡。
任选的添加剂包.组分"D"另外的添加剂可包含的量为组合物的0.1至20wt％。PP/TPE/FR组合物能够包括发现可用于PP/TPE应用的一种或多种稳定剂和/或添加剂，例如但不限于，抗氧化剂(例如，受阻酚例如IRGANOXTM 1010(Ciba/BASF))，热(熔体加工)稳定剂，水解稳定性增强剂，热稳定剂，酸清除剂，着色剂或者颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，成核剂，加工助剂(例如油，有机酸例如硬脂酸，有机酸的金属盐)，防静电剂，抑烟剂，防滴剂，增韧剂，增塑剂(例如邻苯二甲酸二辛基酯或者环氧化的大豆油)，润滑剂，乳化剂，光学增亮剂，偶联剂，硅烷(游离形式的或者作为填料的表面改性剂)，混凝土，脲，多元醇如季戊四醇，矿物质，过氧化物，光稳定剂(例如受阻胺)，脱模剂，蜡(例如聚乙烯蜡)，粘度改性剂，炭化试剂(charring agents)(例如，季戊四醇)，和其它的添加剂，达到这些添加剂不影响由本发明的组合物形成的制品的期望物理或者机械性质的程度。这些添加剂以已知的量和已知方式使用，但是典型地该添加剂包占(如果有的话)最终组合物的大于0，例如，0.01，至2，更通常0.1至1，wt％。有用的粘度改性剂的实例包括聚醚多元醇例如Voranol 3010和Voranol222–029，可得自The Dow Chemical Company)。有用的可商购的防滴剂包括三缩水甘油基异氰脲酸酯(TGIC)，VIKOFLEX 7010(甲基环氧大豆油酸酯(methyl epoxy soyate)(环氧化的酯家族))，和VIKOLOXα烯烃环氧(C-16)(1,2-环氧十六烷(>95wt％)和1-十六碳烯(<5wt％)的混合物，都可得自eFAME。有用的分散剂/金属螯合剂是正辛基膦酸(UNIPLEXOPA)。
在优选的实施方式中，本发明的组合物不含有官能化的增容剂或者改性剂例如基于马来酸酐烯烃-的聚合物或聚烯烃(例如，PE-g-MAH，EVA-g-MAH，等)。本发明的组合物能够包括增容剂/偶联剂例如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物(例如，ELVAX 40L-03(40％VA，3MI)by DuPont)，胺化的OBCs(例如，The Dow Chemical Company制造的INFUSE 9807)。其它偶联剂的实例包括含有乙烯基和乙氧基的聚硅氧烷(例如，Dynasylan 6498(低聚的乙烯基硅烷))和羟基封端的二甲基硅氧烷(<0.1乙酸乙烯基酯)。
在一些应用中，该FR系统能够任选地含有少量(组合物的小于5，优选小于2，wt％)的无机，非卤化阻燃剂(填料)和协同增效剂，与该FR系统组合。无机，非卤化FR填料含有，例如，金属氢化物例如氢氧化铝和氢氧化镁，金属氢氧化物例如氢氧化镁(Mg(OH)2)和氢氧化铝(ATH)(例如，Apyral40CD(Nabeltec))金属氧化物例如二氧化钛，二氧化硅，氧化铝，碳酸钙镁石，三氧化锑，氧化钾，氧化锆，氧化锌和氧化镁，炭黑，碳纤维，膨胀石墨，滑石，粘土，有机改性的粘土，碳酸钙，红磷，硅灰石，云母，八钼酸铵(ammonium octamolybdate)，玻璃料，中空玻璃微球，玻璃纤维，膨胀石墨等。
在优选的实施方式中，本发明的组合物不含有硅油(聚二甲基硅氧烷)，但是在某些应用中，可含有少量(组合物的<5，优选<2，wt％)的硅油作为加工助剂和阻燃剂促进剂。在优选的实施方式中，本发明的组合物不与其他的聚合物共混，或者不用其他的聚合物稀释，该其他的聚合物例如聚烯烃-橡胶弹性体，基于烯烃-辛烯或烯烃-丙烯酸烷基酯共聚物-的弹性体，官能化的聚合物(例如，含有羧酸或者酸酐基团)，酐改性的基于烯烃-的聚合物/聚烯烃，或用极性基团接枝的聚烯烃弹性体。但是，在一些实施方式中，该丙烯和TPE能够与一种或多种其他聚合物共混，或者用一种或多种其它聚合物稀释，从而调节性质和挤出性能平衡，达到的程度使得，在优选的模式中，该丙烯组分"A"占组合物的至少5，至少10，和更优选至少20，和该TPE组分"B"占组合物的至少5，至少10，和更优选优选至少20，wt％。
PP，TPE和FR的相关的量.将该丙烯聚合物(PP)和热塑性弹性体(TPE)彼此以任何方便的方式共混，从而形成聚合物基质，例如，PP作为连续相和所述TPE组分作为不连续相或分散相，或具有一种或多种TPEs作为不连续相和一种或多种其它TPEs作为不连续相或分散相的PP。丙烯或者TPEs的任何共混物都可用于本发明。丙烯聚合物(PP)，TPE和FR在组合物中的相关的量能够宽泛地变化，但是通常，PP占组合物的5-80，10-60，10-40，20-40，和更优选大于20至小于或等于30wt％；该TPE占组合物的5-80，10-50，10-40，20-40和优选30-40wt％；和该FR占组合物的10至70，15至50，和更通常30至45wt％。
本发明的组合物结合了PP，TPE(例如，苯乙烯类嵌段共聚物，基于烯烃的TPEs，OBCs，等)和含有哌嗪组分的泡沸的N-P阻燃剂(FR)系统(例如，Adeka FP2100J)，从而配制该HFFR包。在实施方式中，本发明提供基于PP/TPE-的HFFR，其单独使用聚烯烃或者热塑性弹性体，并且出乎意料地，这种组合与所述的有机含有哌嗪组分的基于N-P的泡沸的FR系统，尤其是FP2100J，PNP1D和/或Budit 3167，一起显示出燃烧协同增效效果，优异的阻燃性，和同时，给出了良好的机械性质和高达150℃的优良的热变形性能。在具体的实施方式中，该组合物含有PP与TPE例如VERSIFYTM或高熔点VERSIFYTM聚丙烯/乙烯共聚物和含有哌嗪组分的基于N-P-的泡沸的FR系统(例如，FP2100J，PNP1D或Budit 3167)的HFFR共混物用于W&C应用。
混配/制造.混配本发明的组合物能够通过本领域技术人员已知的标准方式进行。混配设备的实例是内部分批混合机，例如，Banbury或者Bolling内部混合机。或者，能够使用连续单螺杆或者双螺杆混合机，例如，Farrel连续混合机，Werner and Pfleiderer双螺杆混合机，或Buss捏合连续挤出机。使用的混合机的类型，和混合机的操作条件，将会影响组合物的性质例如粘度，体积电阻率，和挤出的表面光滑性。PP/TPE聚合物共混物与该FR和任选的添加剂包的混配温度通常为120至220℃，更通常为160至200℃。能够将最终组合物的各个组分彼此、以任何顺序，或者同时添加和混配，但是通常首先将增容剂(如果含有的话)与PP混配，并且将TPE首先与一种或多种FR包的组分混配，和将这两种混合物与任何FR包的任何剩余的组分，和将任何添加剂彼此混配。在一些实施方式中，将该添加剂作为预混合的母料添加，其通常通过将该添加剂单独或者一起分散到惰性塑性树脂例如该塑性基质组分或者低密度聚乙烯中之一中而形成。通过熔融混配方法方便地形成母料。
制造制品.在具体的实施方式中，以已知的量和通过已知的方法(例如，使用USP5,246,783和4,144,202中描述的设备和方法)，将该聚合物组合物作为覆盖物施加至线缆，例如，护套，夹套或者绝缘层。通常，该组合物在安装有线缆涂覆模头的反应器挤出机中制备，和在配制组分之后，将组合物在将线缆牵拉通过模头的过程中挤出到该线缆上。然后通常在从环境温度到至多但是低于组合物的熔点的温度使该护套经受固化期间，直到制品达到了期望程度的交联。固化可在反应器挤出机中开始。
本发明的组合物可用于对于W&C和其它市场领域而言需要高阻燃性和良好的柔性、PVC代替用途等的宽泛的无卤素或者不含卤素的FR应用中，并且尤其是非常适合于需要高的柔性和/或高阻燃性，和良好的湿绝缘电阻的应用中。可由本发明的组合物制备的制造制品的非限制性实例包括AC插头和SR连接器，线材绝缘层/线缆夹套，手表带，手柄，把手，软接触制品和扣子，盖缝条(weather-stripping)，汽车应用(包括玻璃行进通道密封件(glass run channel seals)，内部面板，密封件，衬垫，窗户密封件和挤出型材)，消费电子应用，和低电压应用，等。这些制品能够使用已知的设备和技术制备。
本发明更加完全地通过以下实施例描述。除非另外指出，所有的份数和百分数都基于重量。
具体实施方式
物质.以下物质用于以下实施例。将这些物质干燥，或者如果有的话如所述的进行处理。MFR以dg/min计(ASTM D-1238；2.16kg@230℃，否则会另外指出)。密度(d)以g/cm3计(ASTM D-792)。
熔融混合/熔融混配.树脂批料使用CW Brabender型/测量头(Measuring Head)实验室电分批混合机(安装有Cam Blades，大的混合机/测量头，具有2个加热区和350/420ml容量(取决于混合机刮刀配制)的3-片设计)制备。插入了Cam Blades的净腔室体积为420ml，并且能够使用以下计算而对于组合物的密度而校准批料尺寸从而提供合适填充的混合钵:批料重量＝计算的SG*(500/1.58)(式'a')。该经验性关系基于在约500g的批料重量，在75％的填充因子，其中SG为约1.58时的相对良好的混合。在恒定的混合机体积，随着每个批料的SG的变化而调节批料重量从而获得良好的混合。V＝质量/密度；当V为恒定时，M1/D1＝M2/D2或M2＝M1D2/D1。对于在本研究中的组合物，这提供的批料尺寸为约约360至400g。Cam Blades作为中剪切速率刀片的设计针对试验样品施加研磨、混合和剪切力，在腔室中交替压缩和释放该物质。该混合机的齿轮偏移(gear offset)为3:2驱动刀片比被驱动刀片的齿轮比(对于驱动刀片每旋转三圈，被驱动刀片旋转两圈)，其中该驱动刀片直接从驱动马达获得动力，而被驱动刀片借助于建立在混合钵中的齿轮传动装置旋转。
首先，将基础树脂添加到该混合钵中，其中该刀片以15rpm旋转。两个区的加工温度设置点都为170或180℃，取决于混配物的熔融温度。然后将马达速度增加到40rpm直到达到完全熔解。将混合速度降低至20rpm从而添加剩余的成分(即，抗氧化剂，其它的液体组分)。一旦加载添加剂，就降低升温臂隔板组件(ram arm closure assembly)，并将混合速度增加至40rpm。混合循环的时间长度为3min。当完成时，使用镊子将该熔融物质从混合机中收回，收集，置于两个Mylar片材之间，并在室温压缩模塑成平的薄烤饼。使用#3ArmatureGreenerd Arbour压机和大的切割刀将冷却的样品切成小的方形和条用于样片制备和造粒。也使用Haake混合机进行另外的混配。该混合步骤或混配步骤如下。首先，在190℃将具有特定比例的PP和TPE进料到Haake混合机中(约3min.)从而使该聚合物熔融。添加该FR(FP2100J)，并再混合3min.形成均匀的共混物。将该混合物取出，冷却至室温，并通过模塑机，Haoli XLB-D350*350*1(Changzhou No.1Plastic and Rubber Equipment Ltd.Co.)根据以下每个试验方法的需要而压塑。
样片制备.使用以人工模式操作的Greenard Hydrolair汽压机(具有骤冷能力)压塑样品。对于每个样品制备一个8x8 50-mil样片。将该压机预加热至180℃(±5℃)。预称重总共85g的物质，并将其置于在由脱模剂处理的Mylar和铝片材组成的模具组件之间的50-mil不锈钢片的中心。然后在500psi将该填充的模具置于该压机中保持3min.，并将该压力增加至2,200psi持续3min。蒸汽/水切换在该3-分钟标记之前15秒进行，并将该样品在高压设置下急冷5min.。
造粒.使用Thomas-Whiley ED型4-刀磨(研磨腔室具有转子，其中有4个可调节的切割刀片，其边对边地相对于4个静止刀片操作；在静止和可调节刀片之间的间隙尺寸设置为0.030-英寸；旋转头的操作速度设置在1,200rpm；6-mm筛网)将样品造粒。将造粒的物质收集在器具底部的产物收集器，用于挤出或者制备样片。
物质干燥.在实验室挤出或者样品制备之前，将造粒的物质真空干燥(在85℃，高真空(<2.0"Hg)至少6小时)从而移除可能导致多孔性或者物质降解的游离湿气，包围在金属箔包中并在实验室挤出工作之前冷却至室温。
Brabender带挤出机.使用具有1"x 0.020""衣架狭槽(coat hanger slit)"型带模头的3-机筒区，25:1L/D，3/4"Brabender挤出机，使用3:1压缩比计量螺杆。没有使用分配板(breaker plate)或筛板(screen pack)。从进料喉至模头分别将区域温度设置在170，175，180，和180℃。挤出真空干燥的带样品，其中螺杆速度以20rpm开始，并且在移动的Teflon-涂覆的传送带(约1m的床长度和1m/min.的速度容量)上收集约6米的带样品。调节螺杆和传送带速度用于约0.018"(0.457mm)的带厚度。
拉伸试验样品.将挤出的带样品在73.4°F(+/-6°F)在50％(+/-5％)的相对湿度(RH)调节40小时(控制的环境)，然后用心轴压机(arbor press)和ASTM-D638的类型IV的拉伸棒模头(提供4.5")切割，所有的狗骨头样品长度(11.43cm)具有0.250'宽试验区域(7.62cm))。
小线材生产线.以3:1压缩比计量螺杆使用3-机筒区域，25:1L/D，3/4"Brabender挤出机(0.050"末端(1.27mm)；0.080模头)。没有使用分配板或筛板(screen pack)。裸露的铜导体为18AWG/41线材，其标称直径为0.046英寸(1.168mm)。对于所有的区域(包括模头)，区域温度设置在180℃。将线材涂覆的样品在离模头4至5英寸(10-13cm)的水槽中冷却。将真空干燥的样品以25至30rpm的螺杆速度挤出，调节用于0.085"(2.16mm或85mils)目标直径和约0.020"(20mils)线材涂覆厚度。在移动的传送带上收集最小60英尺(18m)的线材-涂覆的样品(以15英尺/分钟(4.57m/min.)的速度)。
拉伸试验.拉伸试验在INSTRON Renew 4201 65/16和4202 65/16装置上使用特殊的2-速度方案进行，从而提供割线模量，接着提供拉伸和断裂伸长率测量。拉伸试验根据ASTM D638在室温进行。基于时间的位移方法用来确定割线模量应变水平从而消除伸长计滑动和在用于模量试验的低延伸水平下差的分辨率的困难。对于使用的ASTM第IV类型狗骨头样品，假设应变在2.0"有效长度(50mm)上发生。因此，1％应变增加对应于0.50-mm夹钳移动，和在50mm/min的试验速度，等于0.010min(0.6秒)。为了消除"初始"噪音和样品的预张力，在0.4秒计算具有"初始载荷"的割线模量，其中1％载荷测量在1秒，2％载荷在1.6秒，和5％载荷在3.4秒。1％割线载荷(secant load)等于1-秒载荷减去0.4-秒载荷；2％割线载荷等于1.6-秒载荷减去0.4-秒载荷，等。这个载荷用于标准割线模量计算中；例如，2％割线模量＝(2％割线载荷)测量的样本横截面(measured specimen cross-sectional area))。在18秒(30％伸长率)，试验速度自动增加至500mm/min.，然后完成该拉伸至试验的断裂部分。在1％割线模量上的5个重复样品的标准偏差通常<平均值的5％，使用基于时间的应变方法，相对于现有的基于伸长计-的应变方法，该标准偏差常常高于平均值的25％。由于用于本试验的该INSTRON程序基于的是2.0"(50mm)有效应变长度(第IV类狗骨头样品)，所以对于每个试验运行都进行值的计算。
热变形/线材.这个试验用来获得线材或线缆绝缘层或护套在升高的温度对变形的耐性。该装置由强制空气循环炉、具有±1℃精度的温度测量设备，和在铁砧和直径为6.4±0.2mm(0.25±0.01in)并且施加300g的力(重量如在产品规格中所指出的)的锭子末端二者上具有平的表面的拨盘千分尺(dial micrometer)组成。在施加重物的底部的位置对试验样本(具有覆盖物的小线材生产线，25mm(1")长度)加记号，并且确定初始厚度。将试验装置和样本在指定的温度在空气炉中适应1小时，否则会另外指出。在炉中时将该样本在标记的位置置于重物的底部下持续1小时，否则会另外指出，然后从该重物的底部下面取出，并在15秒内，测量在标记的位置的厚度。热变形试验能够根据UL 1581-2001进行。对于每个制剂，将两个平行的样品样片在150℃在炉中预加热(1小时)，用相同的载荷在150℃压制(1小时)，和在不移除重物的情况下，置于ASTM空间(23℃)中1小时，并计算记录的样片的厚度的变化和热变形比例。在给定的试验温度的百分比变形(HD％)从下式计算：HD％＝(T1-T2)/T1*100(式'b')，其中T1表示试验之前的初始样品厚度(mm(in))，T2表示变形之后的样品厚度(mm(in))。
热变形/样片.热变形试验根据UL 1581-2001进行。从压塑的(190℃)样片(1.44mm厚)中切出试验样品。对于每个制剂，将2个平行的样品样片在炉中(150℃，1小时)预加热，使用相同的载荷压制(150℃，1小时)，和，不除去重物，置于ASTM空间(23℃)中1小时。记录样片的厚度变化，并根据HD％＝(D0-D1)/D0*100％计算热变形比，其中D0＝初始样品厚度，和D1＝变形方法之后的样品厚度。对两个平行样品的计算比例取平均。
VW-1燃烧.本试验根据UL-1581试验标准的VW-1燃烧试验第1080节在制造的线材或者线缆样本上进行，从而确认对火焰的垂直蔓延的耐性和燃烧粒子的滴落。装置包括具有甲烷火焰的特殊Bunsen燃烧器(ASTM 2556标样)。将标称20"长的试验样本(50.8cm)以垂直位置支撑，使500瓦特燃烧器火焰在接近底部以45°角接触，底部的棉床测量通过火焰滴落造成的失败，顶部的旗子显示在给定的测量长度的失败，从而确定火焰蔓延的失败。样本点燃通过5次15-秒暴露于该燃烧器而进行。另外的需要是该样本在移除燃烧器60秒之内自动熄灭。典型地，对于制剂筛选研究，每个样品评价3个样本。将来自小-线材生产线的线材或线缆样本在室温适应(最小24小时)并弄直。将一条牛皮纸(12.5±1mm(0.5±0.1")宽)，树胶侧朝向样本，绕该样本包裹一次，使它的下边缘在火焰的内部蓝色圆锥接触该样品的点上方约254±2mm(10±0.1")，并且将末端均匀粘贴在一起，并且剪切形成朝着施加火焰的一侧的对侧突出约20mm(0.75in)的指示小旗。在平的样本上，该小旗从样本的宽面的中心开始突出。该样本，装置和周围的空气处于室温。下面的样本支撑物为在火焰的内部蓝色圆锥接触该样品的点的下方至少50mm(2in)，和上部支撑物为在该牛皮纸旗的上方至少50mm(2in)。将一个连续的水平棉花层置于该试验腔室的地板上，中心在试验样本的垂直轴上，在所有的方向上向外延伸75至100mm(3至4in)，所不同的是在燃烧器的方向上，使上表面在火焰的内部蓝色圆锥接触该样品的点下方约235±6mm(9.25±0.25in)。使该燃烧器垂直，将试验火焰的高度调节至125±10mm(5.0±0.4in)，使内部蓝色圆锥长度为40±2mm(1.5±0.1in)。然后将该燃烧器置于角度块(angle block)的上方，使它的筒与垂直方向成20°的角。使该角度块移动到位，使火焰内部蓝色圆锥的末端接触样本的外部表面15秒，并移开15秒；使用流畅和快速的角度块移动和最小的对腔室空气的扰动，对于5次施加该火焰，重复这个循环。当该样本的火焰燃烧在移除燃烧器火焰之后持续超过15秒时，就直到火焰熄灭才立即再次施加该燃烧器火焰。在该试验完成之后，开启该排气系统从而从该腔室除去烟尘和烟气。在该试验的过程中和之后，记录以下事项：a)％未烧焦的指示旗(从旗子到不是简单的烧焦或者烟灰覆盖的第一次可见物理损坏标记):该牛皮纸与该样本接触的部分不认为是该旗子的一部分)；b)该棉花的任何点燃；通常忽略棉花的无火焰烧焦；和c)在结束每次施加燃烧器火焰之后，样品的火焰自熄灭的时间。结果包括未烧焦的长度，棉花的任何点燃，和在任何施加后在移除燃烧器火焰之后样本的火焰是否持续超过60秒的指示。
阻燃性(FR).在UL94腔室中进行模拟VW-1FR试验(其表征FR性能)，其中样本尺寸限于200*2.7*1.9mm。将样品挂于夹子上，通过将50g载荷施加在远端上使长轴垂直。将一个纸旗(2*0.5cm)施加于线材的顶部。火焰底部(燃烧器外壳(burner oracle)的最高点)至旗子底部的距离为18cm。将火焰连续施加45秒。在燃烧过程中和在燃烧之后，记录余焰时间(AFT)，未焦烧线材长度(UCL)，和未焦烧旗子面积百分比(未烧焦的旗子)。对每个样品试验4或5个样本。以下的任一个都表示"未通过":(1)点燃在样本下方的棉花，(2)旗子烧掉，和(3)具有火焰的滴落。
体积电阻率(VR).将Hewlett-Packard High Resistivity Meter用于测量体积电阻率。物质的电导系数或电阻从在规定条件下的电流或电压降的测量来确定。通过使用正确的电极系统，可分别测量表面和体积电阻。使用样本尺寸计算电阻率。在将他们冲击穿之前视觉检测产物样本在表面上的空洞、褶皱、薄点和裂痕；避免样片中的这些不完美之处。通常使用切成3.5-in直径的圆盘的50-mil样片。试验电压设置在500V。对于所有的VR测量，制备2个样本，并在3阶段顺序上试验:(1)在80℃真空干燥(过夜)和试验，(2)2-小时蒸馏水浸没(仅试验样本#1)，和(3)48-hr.浸没和试验(仅试验样本#1)。同样地，直接在室温中浸没后在48小时运行样本#2。完成这个来减少工作载荷，并且将实验室效率优化至多33％，而不放松关键的细节。
湿绝缘电阻.测试通过Brabender带挤出机制备的约10-米长的线材样品的绝缘电阻/湿绝缘电阻(IR/湿IR)。在试验之前，将两端的夹套剥离约1.5cm，并将铜捻在一起。将样品浸没在蒸馏水中，并且对于IR和湿IR都是将500V直流施加于导体和水之间。对于IR试验，通过抵抗电压试验器(withstand voltage tester)在施加直流持续1分钟之后测量线材样品。对于湿IR试验，该线材样品浸没在之前已经接地1小时的水中，然后根据下式以相同的方式测量:
其中ρ0是绝缘层积电阻率，以欧姆毫米计；L是试验样品以毫米计的浸没长度；R是以欧姆计的测量的绝缘电阻；D是以毫米计的线缆外径；d是以毫米计的导体直径；和lg是以10为底的对数。
表A，B和E(下面)列出了聚丙烯/热塑性弹性体/阻燃剂混配物的以下复合材料(PP/TPE/FR)的制剂和性质。实施例IE是本发明的实施例，CE是对比例。制剂组分以组合物的重量百分比给出。
如表A和B中所示，对比例(CEw/FR)(其是共混有TPE和FP2100J基于N/P-的含有哌嗪组分的泡沸阻燃剂的PP)同时显示出优异的机械性质和阻燃性。每个对比例(CEw/FR1-12)都通过了该模拟VW-1阻燃性(FR)试验。出乎意料的是，CEw/FR1-12的每一个都在150℃具有小于50％的热变形和，同时，具有优异的拉伸强度(>9MPa)和伸长率(>200％)。相反，使用PP，TPE和FR(其不含有哌嗪组分)制备的对比复合材料(CE 1-4)没有通过模拟VW-1阻燃性(FR)试验。此外，如表A中所示，使用PP和FP2100J但没有TPE的CE-5通过了模拟VW-1FR试验，但是具有非常高的5％割线模量(47850psi)，差的伸长率(<15％)和差的热变形。借助于在实施例CEw/FR-1至CEw/FR-12中存在TPE(VERSIFY和/或SEBS)，该5％割线模量降低至低于33000psi，而不损失在150℃的热变形。
对于不含卤素的阻燃(HFFR)线材和线缆组合物，关键的消费者规范包括：拉伸应力>5.8MPa，拉伸伸长率>200％，和在150℃的热变形比例<50％。本发明的实施例(IE)通过Haake混合方法制备，和通过双螺杆挤出方法会进一步增加伸长率。
表B
拉伸速度:500mm/min
表C和表D(下面)列出了PP/TPE/FR混配物的复合材料的制剂和性质。
用于W&C应用的典型标准包括通过用于阻燃性的VW-1试验，在121℃的热变形<50％，和柔性<35,000psi。在表C中，CEw/FR13和CEw/FR 14显示出总体上良好平衡的性质，包括良好的柔性，高阻燃性，高热变形和良好的湿电性质。使用TPE(s)和所述FR系统(没有哌嗪)制备的CE 6至CE 8显示出未平衡的性质。CE 6，OBC和VERSIFY的共混物，得到低的拉伸强度和差的阻燃性。CE 7，ULDPE和VERSIFY的共混物具有低的拉伸强度和差的热变形。CEw/FR-13也说明了使用BAPP和另一种固体泡沸的FR提供良好的阻燃性和良好的柔性。CE8是单个树脂系统，其显示出在121℃差的热变形性能。
表C
在表D(下面)中，CEw/FR-15至CEw/FR-18显示出如CEw/FR-13和CEw/FR-14的良好平衡的性质，和出乎意料的具有甚至比CEw/FR-13低的割线模量，但是与之相当的热变形性能。VERSIFY 3200，VERSIFY 3300，VERSIFY 2400是CEw/FR-14至CEw/FR-16中的主要树脂，并且出乎意料的是主要相的熔融温度(熔点，m.pt.)小于85℃的共混物显示出在121℃的高温的良好的热变形。
在CEw/FR-15至CEw/FR-17中的泡沸的FR的含量水平比在由泡沸的N-PFRs(而没有哌嗪组分)构成的其它基于聚烯烃-的制剂中获得VW-1性能所需要的典型的含量水平低得多。CEw/FR-15至CEw/FR-17中出乎意料的良好阻燃性表示该聚合物树脂和CEw/FR-15至CEw/FR-17中使用的FR包之间有燃烧协同增效效果。这个效果通过使用替换的泡沸FR(不含哌嗪组分)的CE 9进一步说明，CE 9显示出差的阻燃性并且不满足VW-1性能要求。相比于CEw/FR-15至CEw/FR-17中高的体积电阻率，CE-9也显示出差的湿电性质。
表D
表E(下面)列出了PP/TPE/FR混配物的复合材料的制剂和性质。本发明的样品(IE)通过Haake混合方法接着通过压缩模塑制备，和伸长率通过双螺杆挤出方法会进一步增加。注塑在FANUC 100吨上高速进行，使用50℃的模具温度，和对于机械试验使用200，210，205，200，190，50℃的温度分布。
在表E中，IE1-IE7包括熔点大于130℃的高熔点VERSIFY2400.05。这些实施例在24％的PP含量通过了HD要求。如果使用均聚PP(H110-02N)，那么可将所需的PP含量进一步降低至21％。对于不同的P-N泡沸的FR包，所有的本发明的样品都显示出稳健的FR性能。CEw/FR-19-CEw/FR-20含有熔点低于130℃的VERSIFY 2400。借助于24％的PP含量，CEw/FR-19没有通过HD要求。但是，如果CEw/FR-19的PP含量增加至27％，如在CEw/FR-20中一样，那么该实施例就通过了HD要求。从表E中可以看出，相比于使用具有低于130℃的熔点的VERSIFY 2400(CEw/FR-19和CEw/FR-20)的那些，在使用高熔点VERSIFY(IE-1至IE-7)的组合物中需要较低量的聚丙烯。
表E
表F(下面)显示了实施例IE-10至IE-11的注塑和线材涂层的性能数据。IE-10和IE-11，其含有高熔点VERSIFY2400.05，通过了所有的要求。尤其是，拉伸伸长率为大于200％。相反，CEw/FR-21，其含有具有较高PP含量的VERSIFY 2400，也通过了HD要求，但是，给出了差的拉伸伸长率并且没有满足UL-62要求。不期望受理论束缚，由较高PP含量导致的差拉伸伸长率可能是由于PP结晶在注塑过程中的取向导致的。
因此，结合高熔点VERSIFY2400.05给出了优异的阻燃性能，容许较低的PP含量。此外，结合高熔点VERSIFY导致了比基于TPU-的HFFR低的密度，并且使用该高熔点VERSIFY的复合材料的原料成本显著降低。
表F
*未测量
虽然已经以一定的细节通过前述具体实施方式描述了本发明，这些细节用于说明主要目的。本领域技术人员能够做出许多改变和改进，而不偏离以下权利要求中所述的本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种不含卤素的阻燃聚合物组合物，其包括:
a)大于20至小于或等于30wt％的丙烯聚合物，基于组合物的总重量；
b)热塑性弹性体(TPE)，所述热塑性弹性体的熔点大于130℃；和
c)含有哌嗪组分的泡沸阻燃剂系统；
所述组合物的拉伸应力大于10MPa，根据UL1581-2001在150℃测定所述组合物的热变形小于50％，根据ASTM D638测得所述组合物的断裂拉伸伸长率大于200％。
2.如权利要求1的不含卤素的阻燃聚合物组合物，其中所述阻燃剂系统包括有机磷酸盐类型的泡沸的不含卤素的阻燃剂。
3.如权利要求1的不含卤素的阻燃聚合物组合物，其中所述哌嗪组分选自哌嗪焦磷酸盐，哌嗪正磷酸盐，哌嗪多磷酸盐，含有哌嗪基团的多三嗪基化合物和含有哌嗪基团的低聚的或者聚合的1,3,5-三嗪衍生物。
4.如权利要求1的不含卤素的阻燃聚合物组合物，其中所述阻燃剂系统含有FP2100J，PNP1D，Budit 3167，或其组合。
5.如权利要求1的不含卤素的阻燃聚合物组合物，其中所述热塑性弹性体选自苯乙烯类嵌段共聚物，丙烯/α-烯烃共聚物，乙烯/α-烯烃共聚物，乙烯互聚物和烯烃嵌段共聚物。
6.如权利要求1的不含卤素的阻燃聚合物组合物，其包括20-40wt％热塑性弹性体，和10-70wt％阻燃剂系统，基于组合物的总重量。
7.如权利要求1的不含卤素的阻燃聚合物组合物，其中所述阻燃剂系统包括1-99wt％基于哌嗪的阻燃剂和1-99wt％的其它阻燃剂，基于阻燃剂系统的总重量。
8.一种由权利要求1的不含卤素的阻燃聚合物组合物制备的线材或者线缆护套。
9.如权利要求8的线材或者线缆护套，其阻燃性有效地通过VW-1试验，热变形有效地通过在150℃的UL1581-2001试验。
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