CN108884312B - 柔性抗紫外线的聚(亚苯基醚)组合物和绝缘导体以及包含它的护套电缆 - Google Patents

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Abstract

一种组合物包括特定量的聚(亚苯基醚)、烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物、聚丙烯、低分子量聚丁烯、阻燃剂、紫外线吸收剂和聚(环氧烷)。该组合物可用作电线和电缆的绝缘或护套材料。

Description

柔性抗紫外线的聚(亚苯基醚)组合物和绝缘导体以及包含它 的护套电缆
背景技术
在消费电子市场中，绝缘导体和护套电缆广泛用于为设备充电，以及向设备传输数据和从设备传输数据。设备通常以各种颜色出售，具有匹配的彩色绝缘导体和/或护套电缆。已知含有聚(亚苯基醚)的绝缘和护套组合物呈现许多所需的性能，包括柔性、耐热性、阻燃性和着色性。然而，这些组合物的浅色形式在暴露于紫外线辐射时会表现出不希望的颜色变化(例如，变黄)。虽然向这种组合物中掺入紫外线吸收剂可以减少不希望的颜色变化，但可能需要相对高浓度的紫外线吸收剂，并伴随着紫外线吸收剂的不希望地迁移到绝缘导体或护套电缆的表面。仍然需要浅色的含聚(亚苯基醚)的组合物，其对于给定量的紫外线吸收剂表现出改善的紫外线辐射稳定性。
发明内容
一个实施方式是一种组合物，包含：15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份的聚丁烯，具有500至1500g/mol的数均分子量；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
另一个实施方式是一种绝缘导体，包括：导体；以及设置在导体上的绝缘覆盖物；其中绝缘覆盖物包含组合物，该组合物包含15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份的聚丁烯，具有500至1500g/mol的数均分子量；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份均基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
另一个实施方式是一种护套电缆，包括：导体；围绕导体的绝缘覆盖物；以及围绕绝缘件的护套；其中护套包含组合物，该组合物包含15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份的聚丁烯，具有500至1500g/mol的数均分子量；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
下面详细描述这些和其它实施方式。
附图说明
现在参考附图，其中相同的元件在几个附图中编号相同。
图1是绝缘导体的侧视图。
图2是绝缘导体的截面。
图3是护套电缆的侧视图。
图4是护套电缆的截面。
具体实施方式
本发明人已经确定，当与紫外线吸收剂结合使用时，少量的聚(环氧烷)可以改善柔性聚(亚苯基醚)组合物的紫外线稳定性。该优点可用于在不损害紫外线稳定性的情况下降低紫外线吸收剂的含量，或在不增加紫外线吸收剂含量的情况下提高紫外线稳定性。
一个实施方式是一种组合物，包含：15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份的聚丁烯，其数均分子量为500至1500g/mol；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
该组合物包含聚(亚苯基醚)。聚(亚苯基醚)包括包含具有下式的重复结构单元的那些
Figure BDA0001795486580000031
其中每次出现的Z1独立地为卤素、未取代的或取代的C1-C12烃基，条件是烃基基团不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基或C2-C12卤代烃氧基，其中至少两个碳原子将卤素和氧原子分开；并且每次出现的Z2独立地为氢、卤素、未取代的或取代的C1-C12烃基，条件是烃基基团不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基或C2-C12卤代烃氧基，其中至少两个碳原子将卤素和氧原子分开。如本文所用，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，是指仅含有碳和氢的残基。残基可以是脂族或芳族的、直链的、环状的、双环的、支链的、饱和的或不饱和的。它还可含有脂族、芳族、直链、环状、双环、支链、饱和和不饱和烃部分的组合。然而，当烃基残基被描述为取代的时，它可任选地在取代基残基的碳和氢成员上方和之上含有杂原子。因此，当具体描述为取代的时，烃基残基也可含有一个或多个羰基、氨基、羟基等，或者它可在烃基残基的主链内含有杂原子。作为一个实例，Z1可以是通过末端3,5-二甲基-1,4-苯基与氧化聚合催化剂的二正丁胺组分的反应形成的二正丁基氨基甲基基团。
聚(亚苯基醚)可包含具有含氨基烷基的端基的分子，通常位于羟基的邻位。还经常存在的是四甲基二苯醌(TMDQ)端基，通常从含有2,6-二甲基苯酚的反应混合物中获得，其中存在四甲基二苯醌副产物。聚(亚苯基醚)可以是均聚物、共聚物、接枝共聚物、离聚物或嵌段共聚物以及它们的组合的形式。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。如本文所用，术语“聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物”是指包含至少一个聚(亚苯基醚)嵌段和至少一个聚硅氧烷嵌段的嵌段共聚物。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物通过氧化共聚方法制备。在该方法中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物是包括氧化共聚合包含一元酚和羟基芳基封端的聚硅氧烷的单体混合物的方法的产物。在一些实施方式中，基于一元酚和羟基芳基封端的聚硅氧烷的总重量，单体混合物包含70至99重量份的一元酚和1至30重量份的羟基芳基封端的聚硅氧烷。羟基芳基二封端的聚硅氧烷可包含多个具有以下结构的重复单元
Figure BDA0001795486580000041
其中每次出现的R8独立地为氢、C1-C12烃基或C1-C12卤代烃基；和具有以下结构的两个末端单元
Figure BDA0001795486580000042
其中Y是氢、C1-C12烃基、C1-C12烃氧基或卤素，并且其中每次出现的R9独立地是氢、C1-C12烃基或C1-C12卤代烃基。在一个非常具体的实施方式中，每次出现的R8和R9是甲基，且Y是甲氧基。
在一些实施方式中，一元酚包含2,6-二甲基苯酚，并且羟基芳基封端的聚硅氧烷具有以下结构
Figure BDA0001795486580000043
其中n平均为5至100，或30至60。
氧化共聚方法产生作为期望产物的聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物和作为副产物的聚(亚苯基醚)(没有掺入的聚硅氧烷嵌段)。不必将聚(亚苯基醚)与聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物分离。因此，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可用作“反应产物”，其包括聚(亚苯基醚)和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。某些分离方法，例如从异丙醇中沉淀，可以确保反应产物基本上不含残留的羟基芳基封端的聚硅氧烷起始原料。换句话说，这些分离方法确保反应产物的聚硅氧烷含量基本上全部为聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的形式。在Carrillo等人的美国专利号8,017,697和8,669,332中描述了形成聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的详细方法。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)的特性粘度为0.25至1分升/克，用乌别洛德黏度计在25℃下在氯仿中测量的。在此范围内，聚(亚苯基醚)特性粘度可为0.3至0.65分升/克，或0.35至0.5分升/克，或0.4至0.5分升/克。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)是具有特性粘度为0.35至0.5分升/克的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)的特性粘度为0.35至0.5分升/克，并且包含聚(亚苯基醚)均聚物和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含选自由2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚及其组合组成的组的单体的均聚物或共聚物。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。在这些实施方式中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可以例如为组合物整体贡献0.05至2wt％，或0.1至1wt％，或0.2至0.8wt％的硅氧烷基团。
合适的聚(亚苯基醚)均聚物可商购，例如来自SABIC的PPOTM 640和646，和来自Asahi Kasei Chemicals Corporation的XYRONTM S201A和S202A。
基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含15至45重量份的量的聚(亚苯基醚)。在该范围内，聚(亚苯基醚)的量可以为15至35重量份，特别地为17至30重量份。
除聚(亚苯基醚)外，该组合物包含烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物。为简洁起见，该组分称为“氢化嵌段共聚物”。基于氢化嵌段共聚物的重量，氢化嵌段共聚物可包含10至90wt％的聚(烯基芳族化合物)含量和90至10wt％的氢化聚(共轭二烯)含量。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物是低聚(烯基芳族化合物含量)氢化嵌段共聚物，其中聚(烯基芳族化合物)含量为10至小于40wt％，或20至35wt％，或25至35wt％，或30至35wt％，均基于低聚(烯基芳族化合物)含量氢化嵌段共聚物的重量。在其它实施方式中，氢化嵌段共聚物是高聚(烯基芳族化合物含量)氢化嵌段共聚物，其中聚(烯基芳族化合物)含量为40至90wt％，或50至80wt％，或60至70wt％，均基于高聚(烯基芳族化合物含量)氢化嵌段共聚物的重量。
在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物的重均分子量为40,000至400,000原子质量单位。数均分子量和重均分子量可通过凝胶渗透色谱法和基于与聚苯乙烯标准物的比较来确定。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物的重均分子量为200,000至400,000原子质量单位，或220,000至350,000原子质量单位。在其它实施方式中，氢化嵌段共聚物的重均分子量为40,000至200,000原子质量单位，或40,000至180,000原子质量单位，或40,000至150,000原子质量单位。
用于制备氢化嵌段共聚物的烯基芳族单体可具有以下结构
Figure BDA0001795486580000061
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基或C2-C8烯基；R3和R7各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基、氯原子或溴原子；且R4、R5和R6各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基或C2-C8烯基，或R4和R5与中心芳环一起形成萘基，或R5和R6与中心芳环一起形成萘基。具体的烯基芳族单体包括，例如，苯乙烯，氯代苯乙烯如对氯苯乙烯，甲基苯乙烯如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯，和叔丁基苯乙烯如3-叔丁基苯乙烯和4-叔丁基苯乙烯。在一些实施方式中，烯基芳族单体是苯乙烯。
用于制备氢化嵌段共聚物的共轭二烯可以是C4-C20共轭二烯。合适的共轭二烯包括例如，1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等及其组合。在一些实施方式中，共轭二烯是1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯，或其组合。在一些实施方式中，共轭二烯是1,3-丁二烯。
氢化嵌段共聚物是包含(A)至少一个衍生自烯基芳族化合物的嵌段和(B)至少一个衍生自共轭二烯的嵌段的共聚物，其中嵌段(B)中的脂族不饱和基团含量通过氢化至少部分地减少。在一些实施方式中，(B)嵌段中的脂族不饱和度减少至少50％，或至少70％。嵌段(A)和(B)的排列包括线性结构、接枝结构和具有或不具有支链的径向远端嵌段(teleblock)结构。线性嵌段共聚物包括递变线性结构和非递变线性结构。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物具有递变线性结构。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物具有非递变线性结构。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物包含(B)嵌段，其包含烯基芳族单体的无规掺入。线性嵌段共聚物结构包括二嵌段(A-B嵌段)、三嵌段(A-B-A嵌段或B-A-B嵌段)、四嵌段(A-B-A-B嵌段)和五嵌段(A-B-A-B-A嵌段或B-A-B-A-B嵌段)结构以及在总共的(A)和(B)中含有6个或更多嵌段的线性结构，其中每个(A)嵌段的分子量可以与其它(A)嵌段的分子量相同或不同，并且每个(B)嵌段的分子量可以与其它(B)嵌段相同或不同。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物是二嵌段共聚物、三嵌段共聚物或其组合。
在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯递变嵌段共聚物。为简洁起见，该组分称为“递变嵌段共聚物”。在一些实施方式中，基于递变嵌段共聚物的重量，递变嵌段共聚物的聚苯乙烯含量为30至70wt％，或35至65wt％。在一些实施方式中，根据ASTM D1238-13，在260℃和5千克载荷下测量，递变嵌段共聚物的熔体流动速率为0至10克/10分钟。递变嵌段共聚物可商购，例如，来自Kraton PerformancePolymers的KRATONTM A1535和A1536树脂。
氢化嵌段共聚物可由聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物组成。可替换地，氢化嵌段共聚物可包含聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物和递变嵌段共聚物。例如，5至40重量份的氢化嵌段共聚物可包含3至12重量份的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物和22至35重量份的递变嵌段共聚物。可替换地，氢化嵌段共聚物可由递变嵌段共聚物组成。
在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物不包括除烯基芳族化合物和共轭二烯之外的单体的残基。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物由衍生自烯基芳族化合物和共轭二烯的嵌段组成。它不包含由这些或任何其它单体形成的接枝。它也由碳和氢原子组成，因此不包括杂原子。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物包括一种或多种酸官能化试剂的残基，例如马来酸酐。
用于制备氢化嵌段共聚物的方法是本领域已知的，并且许多氢化嵌段共聚物是可商购的。示例性的可商购氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)二嵌段共聚物，其可从Kraton Performance Polymers Inc.以KRATONTM G1701(具有约37wt％的聚苯乙烯)和G1702(具有约28wt％的聚苯乙烯)获得；聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物，其可从Kraton Performance Polymers Inc.以KRATONTM G1641(具有约33wt％的聚苯乙烯)、G1650(具有约30wt％的聚苯乙烯)、G1651(具有约33wt％的聚苯乙烯)和G1654(具有约31wt％的聚苯乙烯)获得；以及聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯/丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物可从Kuraray以SEPTONTM S4044、S4055、S4077和S4099获得。另外的可商购的氢化嵌段共聚物包括可从Dynasol以CALPRENETM H6140(具有约31wt％的聚苯乙烯)、H6170(具有约33wt％的聚苯乙烯)、H6171(具有约33wt％的聚苯乙烯)和H6174(具有约33wt％的聚苯乙烯)，和从Kuraray以SEPTONTM 8006(具有约33wt％的聚苯乙烯)和8007(具有约30wt％的聚苯乙烯)获得的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯(SEBS)三嵌段共聚物；聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯递变嵌段共聚物，可从Kraton Performance Polymers以KRATONTMA1535(具有56.3-60.3wt％的聚苯乙烯)和A1536(具有37-44wt％的聚苯乙烯)获得；聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯(SEPS)共聚物，可从Kuraray以SEPTONTM 2006(具有约35wt％的聚苯乙烯)和2007(具有约30wt％的聚苯乙烯)获得；以及这些氢化嵌段共聚物的充油化合物，可从Kraton Performance Polymers Inc.以KRATONTM G4609(含约45％的矿物油，和具有约33wt％聚苯乙烯的SEBS)和G4610(含约31％的矿物油，和具有约33wt％的聚苯乙烯的SEBS)获得；从Asahi以TUFTECTM H1272(含有约36％的油，和具有约35wt％的聚苯乙烯的SEBS)获得。可以使用两种或更多种氢化嵌段共聚物的混合物。
基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含5至40重量份的量的氢化嵌段共聚物。在该范围内，氢化嵌段共聚物的量可取决于聚(亚苯基醚)类型和阻燃剂类型。在其中聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)均聚物和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物，并且阻燃剂包含金属氢氧化物的一些实施方式中，基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含7至20重量份或7至17重量份的量的氢化嵌段共聚物。并且在其中聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)均聚物，并且阻燃剂包含金属二烷基次膦酸盐和三聚氰胺多磷酸盐的一些实施方式中，基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含25至40重量份或30至40重量份的量的氢化嵌段共聚物。
除聚(亚苯基醚)和氢化嵌段共聚物外，该组合物还包含聚丙烯。如本文所用，术语“聚丙烯”是指丙烯均聚物。聚丙烯可以是无规立构、间同立构、全同立构或其组合。在一些实施方式中，根据ASTM D1238-13在230℃和2.16千克载荷下测量，聚丙烯是无规立构聚丙烯，具有4至16克/10分钟或5至12克/10分钟的熔体流动速率。
合适的聚丙烯可以商购，例如来自SABIC的PP 570P树脂和来自ExxonMobil的PP1304E3树脂。
基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含1至15重量份的量的聚丙烯。在该范围内，聚丙烯的量可以为2至7重量份。
除聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物和聚丙烯外，该组合物还包含数均分子量为500至1500克/摩尔的聚丁烯。如本文所用，术语“聚丁烯”是指包含至少75wt％的单元，或至少80wt％的单元的聚合物，该单元衍生自1-丁烯、2-丁烯、2-甲基丙烯(异丁烯)或其组合。聚丁烯可以是均聚物或共聚物。在一些实施方式中，聚丁烯由衍生自1-丁烯、2-丁烯、2-甲基丙烯(异丁烯)或其组合的单元组成。在其它实施方式中，聚丁烯是包含1至25wt％的衍生自可共聚单体如乙烯、丙烯或1-辛烯的重复单元的共聚物。在一些实施方式中，聚丁烯是2-甲基丙烯的均聚物。在其它实施方式中，聚丁烯是2-甲基丙烯与1-丁烯和/或2-丁烯的共聚物。在其它实施方式中，聚丁烯是2-甲基丙烯的均聚物和2-甲基丙烯与1-丁烯和/或2-丁烯的共聚物的组合。
聚丁烯具有的数均分子量为500至1500克/摩尔。数均分子量可通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准物测定。在500至1500克/摩尔的范围内，数均分子量可以是600至1400克/摩尔，或600至1200克/摩尔。
合适的聚丁烯可商购，例如来自INEOS的INDOPOLTM H-50树脂，和来自DaelimIndustrial Co.Ltd.的PB800树脂。
基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含2至10重量份的量的聚丁烯。在该范围内，聚丁烯的量可以为3至9重量份。
除了聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚丙烯和聚丁烯之外，该组合物还包含阻燃剂。阻燃剂是能够改善组合物的阻燃性的化合物或化合物的混合物。合适的阻燃剂包括有机磷酸酯、金属二烷基次膦酸盐、双(苯氧基)磷腈、含氮阻燃剂、金属氢氧化物及其组合。
在一些实施方式中，阻燃剂包含有机磷酸酯。示例性的有机磷酸酯阻燃剂包括包含苯基、取代的苯基，或苯基和取代的苯基的组合的磷酸酯，基于间苯二酚的双芳基磷酸酯，诸如例如间苯二酚双(磷酸二苯酯)，以及基于双酚的那些，例如双酚A双(磷酸二苯酯)。在一些实施方式中，有机磷酸酯选自三(烷基苯基)磷酸酯(例如，CAS登记号89492-23-9或CAS登记号78-33-1)、间苯二酚双(磷酸二苯酯)(CAS登记号57583-54-7)、双酚A双(磷酸二苯酯)(CAS登记号181028-79-5)、磷酸三苯酯(CAS登记号115-86-6)、三(异丙基苯基)磷酸酯(例如，CAS登记号68937-41-7)、叔丁基苯基二苯基磷酸酯(CAS登记号56803-37-3)、双(叔丁基苯基)苯基磷酸酯(CAS登记号65652-41-7)、三(叔丁基苯基)磷酸酯(CAS登记号78-33-1)及其组合。
在一些实施方式中，阻燃剂包含金属二烷基次膦酸盐。如本文所用，术语“金属二烷基次膦酸盐”是指包含至少一种金属阳离子和至少一种二烷基次膦酸根阴离子的盐。在一些实施方式中，金属二烷基次膦酸盐具有下式
Figure BDA0001795486580000101
其中Ra和Rb各自独立地为C1-C6烷基；M是钙、镁、铝或锌；并且d是2或3。Ra和Rb的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基和正戊基。在一些实施方式中，Ra和Rb是乙基，M是铝，并且d是3(即，金属二烷基次膦酸盐是铝三(二乙基次膦酸盐)(二乙基次膦酸铝，aluminum tris(diethylphosphinate)))。
在一些实施方式中，阻燃剂包含双(苯氧基)磷腈。双(苯氧基)磷腈可以是低聚的或聚合的，并且它可以是环状的或线性的。在一些实施方式中，双(苯氧基)磷腈是环状的并且具有以下结构
Figure BDA0001795486580000111
其中m是3至25的整数；x和y各自独立地为0、1、2、3、4或5；并且每次出现的Rc和Rd是卤素、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基。
在其它实施方式中，双(苯氧基)磷腈是线性的并且具有以下结构
Figure BDA0001795486580000112
其中n是3至10,000的整数；X1表示-N═P(OPh)3基团或-N═P(O)(OPh)基团，其中Ph表示苯基；Y1表示-P(OPh)4基团或-P(O)(OPh)2基团；x和y各自独立地为0、1、2、3、4或5；并且每次出现的Rc和Rc是卤素、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基。
在一些实施方式中，阻燃剂包含含氮阻燃剂。含氮阻燃剂包括含有含氮杂环碱和磷酸或焦磷酸或多磷酸的那些。在一些实施方式中，含氮阻燃剂具有下式
Figure BDA0001795486580000113
其中g为1至10,000，且f与g的比例为0.5:1至1.7:1，具体地为0.7:1至1.3:1，更具体地为0.9:1至1.1:1。应理解，该式包括其中一个或多个质子从磷酸根基团转移至三聚氰胺基团的物质。当g为1时，含氮阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐(CAS登记号20208-95-1)。当g为2时，含氮阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸盐(CAS登记号15541 60-3)。当g平均大于2时，含氮阻燃剂是三聚氰胺多磷酸盐(CAS登记号56386-64-2)。在一些实施方式中，含氮阻燃剂是三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺多磷酸盐或其混合物。在其中含氮阻燃剂是三聚氰胺多磷酸盐的一些实施方式中，g的平均值大于2至10,000，具体地为5至1,000，更具体地为10至500。在其中含氮阻燃剂是三聚氰胺多磷酸盐的一些实施方式中，g的平均值大于2至500。制备三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐和三聚氰胺多磷酸盐的方法是本领域已知的，并且全部是可商购的。例如，三聚氰胺多磷酸盐可以通过使多磷酸和三聚氰胺反应来制备，例如，如在Kasowski等人的美国专利号6,025,419中所述，或通过在290℃下在氮气下将三聚氰胺焦磷酸盐加热至恒重，如在Jacobson等人的美国专利号6,015,510中所述。在一些实施方式中，含氮阻燃剂包含三聚氰胺氰脲酸盐。
在一些实施方式中，阻燃剂包含金属氢氧化物。合适的金属氢氧化物包括所有能够提供阻燃性的那些，以及这些金属氢氧化物的组合。可选择金属氢氧化物以在加工防火添加剂组合物和/或阻燃热塑性组合物期间基本上不分解。基本上没有分解在本文中定义为不阻止阻燃添加剂组合物提供所需水平的阻燃性的分解量。示例性金属氢氧化物包括但不限于氢氧化镁(例如，CAS登记号1309-42-8)、氢氧化铝(例如，CAS登记号21645-51-2)、氢氧化钴(例如，CAS登记号21041-93-0)及其组合。在一些实施方式中，金属氢氧化物包含氢氧化镁。在一些实施方式中，金属氢氧化物的平均粒度小于或等于10微米和/或纯度大于或等于90wt％。在一些实施方式中，期望金属氢氧化物基本上不含水，例如在120℃下干燥1小时后重量损失小于1wt％所证实的。在一些实施方式中，金属氢氧化物可以例如用硬脂酸或其它脂肪酸涂覆。
在一些实施方式中，阻燃剂选自由以下组成的组：氢氧化镁(magnesiumdihydroxide)、金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺多磷酸盐及其组合。
基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含10至45重量份的量的阻燃剂。在其中阻燃剂包含金属氢氧化物的一些实施方式中，阻燃剂量可为20至40重量份，或28至38重量份。在其中阻燃剂包含金属二烷基次膦酸盐和三聚氰胺多磷酸盐的一些实施方式中，阻燃剂量可为10至25重量份，或14至24重量份。
除了聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚丙烯、聚丁烯和阻燃剂之外，该组合物还包含紫外线吸收剂。合适种类的紫外线吸收剂(UV吸收剂)包括二苯甲酮紫外线吸收剂(包括2-羟基二苯甲酮和羟基苯基二苯甲酮)、苯并三唑紫外线吸收剂(包括2-(2’-羟基苯基)苯并三唑)、肉桂酸酯紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯紫外线吸收剂、草酰替苯胺紫外线吸收剂试剂、2-(2’-羟基苯基)-1,3,5-三嗪紫外线吸收剂、苯并噁嗪酮紫外线吸收剂，及其组合。另外种类的紫外线辐射稳定剂描述于H.Zweifel编辑，“plastics AdditiveHandbook”，第5版，Cincinnati：Hanser Gardner Publications,Inc.(2001)，第206-238页。
在一些实施方式中，紫外线吸收剂选自由以下组成的组：苯并三唑紫外线吸收剂、2-(2’-羟基苯基)-1,3,5-三嗪紫外线吸收剂、二苯甲酮紫外线吸收剂、草酰替苯胺紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯紫外线吸收剂及其组合。在一些实施方式中，紫外线吸收剂选自由以下组成的组：苯并三唑紫外线吸收剂、2-(2’-羟基苯基)-1,3,5-三嗪紫外线吸收剂及其组合。目前优选的紫外线吸收剂包括2,2'-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚](CAS登记号103597-45-1)、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(辛氧基)苯酚(CAS登记号2725-22-6)、2-(4,6-双((1,1-联苯)-4-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-((2-乙基己基)氧基)苯酚(CAS登记号：204583-39-1)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(CAS登记号70321-86-7)、2-(4,6-二苯基-1,3,3-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚(CAS登记号147315-50-2)及其组合。
基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含0.5至10重量份的量的紫外线吸收剂。在该范围内，紫外线吸收剂的量可以为0.5至6重量份，或1至4重量份。
除了聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚丙烯、聚丁烯、阻燃剂和紫外线吸收剂之外，该组合物还包含聚(环氧烷)。如本文所用，术语“聚(环氧烷)”包括C2-C4环氧烷的均聚物(例如聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)、聚(环氧丁烷)，和在非相应的醇(例如，季戊四醇)存在下引发的C2-C4环氧烷的均聚物，C2-C4环氧烷的无规共聚物(例如，环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物)，C2-C4环氧烷的嵌段共聚物(例如环氧乙烷和环氧丙烷的二嵌段和三嵌段共聚物，单(C1-C12)醚和前述的二(C1-C12)醚(例如聚(环氧乙烷)二丁醚和聚(环氧丙烷)单丁醚)，前述的单(C2-C12)酯和二(C2-C12)酯(例如聚(环氧乙烷)二乙酰酯和聚(环氧丙烷)单丙酰酯)及其组合。在一些实施方式中，聚(环氧烷)不包括酯键。
在一些实施方式中，聚(环氧烷)选自由以下组成的组：聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)、环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、前述的单烷基醚，前述的二烷基醚及其组合。在一个非常具体的实施方式中，聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚。
在一些实施方式中，聚(环氧烷)的数均分子量为300至40,000克/摩尔。在此范围内，数均分子量可为300至25,000克/摩尔，具体地为500至5,000克/摩尔。
基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，该组合物包含0.5至10重量份的量的聚(环氧烷)。在该范围内，聚(环氧烷)的量可以为1至6重量份，或1至4重量份。
在一些实施方式中，组合物还包含含有乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物。C3-C12α-烯烃可以是例如，1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。共聚物中的C3-C12α-烯烃含量可以是例如10至50wt％。任选地，共聚物可进一步包含另外的单体，例如马来酸酐，其可以存在于共聚物的主链中或以接枝物的形式。在一些实施方式中，包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物，以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
当存在于组合物中时，基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物可以5至30重量份的量使用。在该范围内，共聚物的量可为10至30重量份，或20至30重量份。
任选地，该组合物可进一步包含热塑性领域中已知的一种或多种添加剂。例如，该组合物可任选地进一步包含选自稳定剂、脱模剂、润滑剂、加工助剂、防滴剂、受阻胺光稳定剂、脂环族环氧树脂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属钝化剂及其组合的添加剂。当存在时，基于100重量份的总阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，这些添加剂通常以小于或等于15重量份，或小于或等于12重量份的总量使用。除白色颜料外，这些添加剂通常以小于或等于5重量份、或小于或等于4重量份、或小于或等于3重量份的总量使用，基于100重量份的总阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
根据需要或任选的，组合物可任选地最小化或不包含除本文所述那些之外的聚合物。例如，在一些实施方式中，基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，组合物包含0至2重量份，或0至1重量份，或0重量份的均聚苯乙烯。作为另一个实例，在一些实施方式中，基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，组合物包含0至2重量份，或0至1重量份，或0重量份的橡胶改性的聚苯乙烯。作为另一个实例，在一些实施方式中，基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量，组合物包含0至2重量份，或0至1重量份，或0重量份的聚酰胺。
在组合物的一个非常具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)是特性粘度为0.35至0.5分升/克的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；阻燃剂包括氢氧化镁；紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；组合物还包含含有乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物，其中包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物，和乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物；且组合物包含17至30重量份的聚(亚苯基醚)、7至17重量份的氢化嵌段共聚物、2至7重量份的聚丙烯、3至9重量份的聚丁烯、20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物、28至38重量份的阻燃剂、1至4重量份的紫外线吸收剂和1至4重量份的聚(环氧烷)。
该组合物在暴露于紫外光下时表现出相对小的色移。例如，在一些实施方式中，根据ASTM D4459-12，在暴露氙气300小时后，该组合物表现出5或更小，或4或更小的CIELAB色移(ΔE)。当组合物是浅色时，抗紫外线特别有用。例如，在一些实施方式中，根据ASTMD2244-15a使用D65标准照明体测量，组合物表现出70至95，或70至90的明度值L*。
一个实施方式是绝缘导体，包括：导体；以及设置在导体上的绝缘覆盖物；其中绝缘覆盖物包含组合物，该组合物包含15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份数均分子量为500至1500g/mol的聚丁烯；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份均基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。所有上述组合物的变体也适用于绝缘导体。
图1是绝缘导体2的侧视图，包括导体4和围绕导体的绝缘覆盖物6。图2是同一导体的截面图，其中部件类似地标记。导体4可以是电导体(例如，铜线)或光导体(例如，玻璃纤维)。导体可包括多股，如图1所示，或单股。
在绝缘导体的一个非常具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)，其特性粘度为0.35至0.5分升/克；氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；阻燃剂包括氢氧化镁；紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；组合物还包含含有乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物，其中包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物；且组合物包含17至30重量份的聚(亚苯基醚)、7至17重量份的氢化嵌段共聚物、2至7重量份的聚丙烯、3至9重量份的聚丁烯、20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物、28至38重量份的阻燃剂、1至4重量份的紫外线吸收剂和1至4重量份的聚(环氧烷)。
一个实施方式是护套电缆，包含：导体，围绕导体的绝缘覆盖物，以及围绕绝缘件的护套；其中护套包含组合物，该组合物包含15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份数均分子量为500至1500g/mol的聚丁烯；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。所有上述组合物的变体也适用于护套电缆。对绝缘覆盖物的组成没有特别限制。在一些实施方式中，绝缘覆盖物包含如本文所述的组合物。在其它实施方式中，绝缘覆盖物包括不同的柔性组合物，例如Mhetar等人的美国专利申请公开号US 2006/0131052 A1中描述的那些之一。在其它实施方式中，绝缘覆盖物6包括泡沫热塑性组合物。
图3中示出了护套电缆的侧视图，其中电缆10包括导体4，围绕导体的绝缘覆盖物6，以及围绕绝缘覆盖物6的护套8。图4中示出了电缆的截面，其中部件类似地标记。护套电缆1可以通过挤出涂覆导体2而形成，同时导体与覆盖物和护套同时或逐步挤出。
在护套电缆的一个非常具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)，其特性粘度为0.35至0.5分升/克；氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；阻燃剂包括氢氧化镁；紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；组合物还包含含有乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物，其中包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物；且组合物包含17至30重量份的聚(亚苯基醚)、7至17重量份的氢化嵌段共聚物、2至7重量份的聚丙烯、3至9重量份的聚丁烯、20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物、28至38重量份的阻燃剂、1至4重量份的紫外线吸收剂和1至4重量份的聚(环氧烷)。
本发明至少包括以下实施方式。
实施方式1：一种组合物，包含：15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份数均分子量为500至1500g/mol的聚丁烯；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
实施方式2：实施方式1的组合物，其中聚(亚苯基醚)是特性粘度为0.35至0.5分升/克的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
实施方式3：实施方式1的组合物，其中聚(亚苯基醚)的特性粘度为0.35至0.5分升/克，并且包含聚(亚苯基醚)均聚物和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
实施方式4：实施方式1-3中任一项的组合物，其中阻燃剂选自氢氧化镁、金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺多磷酸盐及其组合组成的组。
实施方式5：实施方式1-4中任一项的组合物，其中紫外线吸收剂选自由以下组成的组：苯并三唑紫外线吸收剂、2-(2’-羟基苯基)-1,3,5-三嗪紫外线吸收剂、二苯甲酮紫外线吸收剂、草酰替苯胺紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯紫外线吸收剂及其组合。
实施方式6：实施方式1-5中任一项的组合物，其中聚(环氧烷)选自由以下组成的组：聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)、环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、前述的单烷基醚，前述的二烷基醚及其组合。
实施方式7：实施方式1-6中任一项的组合物，其中聚(环氧烷)的数均分子量为300至40,000克/摩尔。
实施方式8：实施方式1-7中任一项的组合物，其中聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚。
实施方式9：实施方式1-8中任一项的组合物，还包含5至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物。
实施方式10：实施方式9的组合物，其中共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
实施方式11：实施方式1的组合物，包含17至30重量份的聚(亚苯基醚)、7至17重量份的氢化嵌段共聚物、2至7重量份的聚丙烯、3至9重量份的聚丁烯、20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物、28至38重量份的阻燃剂、1至4重量份的紫外线吸收剂和1至4重量份的聚(环氧烷)。
实施方式12：实施方式11的组合物，其中聚(亚苯基醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)，其特性粘度为0.35至0.5分升/克；其中氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；其中阻燃剂包括氢氧化镁；其中紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；其中聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；并且其中包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
实施方式13：一种绝缘导体，包括：导体；以及设置在导体上的绝缘覆盖物；其中绝缘覆盖物包含组合物，该组合物包含15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份数均分子量为500至1500g/mol的聚丁烯；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
实施方式14：实施方式13的绝缘导体，其中组合物包含17至30重量份的聚(亚苯基醚)、7至17重量份的氢化嵌段共聚物、2至7重量份的聚丙烯、3至9重量份的聚丁烯、20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物、28至38重量份的阻燃剂、1至4重量份的紫外线吸收剂和1至4重量份的聚(环氧烷)。
实施方式15：实施方式14的绝缘导体，其中聚(亚苯基醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)，其特性粘度为0.35至0.5分升/克；其中氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯；其中阻燃剂包括氢氧化镁；其中紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；其中聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；并且其中包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
实施方式16：一种护套电缆，包含：导体；围绕导体的绝缘覆盖物；以及围绕绝缘件的护套；其中护套包含组合物，该组合物包含15至45重量份的聚(亚苯基醚)；5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；1至15重量份的聚丙烯；2至10重量份的聚丁烯，其数均分子量为500至1500g/mol；10至45重量份的阻燃剂；0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和0.5至10重量份的聚(环氧烷)；其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
实施方式17：实施方式16的护套电缆，其中组合物包含17至30重量份的聚(亚苯基醚)、7至17重量份的氢化嵌段共聚物、2至7重量份的聚丙烯、3至9重量份的聚丁烯、20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物、28至38重量份的阻燃剂、1至4重量份的紫外线吸收剂和1至4重量份的聚(环氧烷)。
实施方式18：实施方式17的护套电缆，其中聚(亚苯基醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)，其特性粘度为0.35至0.5分升/克；其中氢化嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；其中阻燃剂包括氢氧化镁；其中紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；其中聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；并且其中包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
本文公开的所有范围包括端点，并且端点彼此独立地组合。本文公开的每个范围构成了在所公开的范围内的任何点或子范围的公开。
通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例1-8，比较例1
用于形成组合物的组分总结于表1中。
表1
Figure BDA0001795486580000201
Figure BDA0001795486580000211
Figure BDA0001795486580000221
Figure BDA0001795486580000231
Figure BDA0001795486580000241
组合物总结在表2中，其中组分的量以每100重量份的聚合物(PPE-Si/PPE、S(EB)S1、S(EB)S 2、聚丙烯、聚丁烯、POE 1、POE 2、POE-g-MAH)和阻燃剂(Mg(OH)2)的总量的重量份表示。注意，聚(环氧烷)不包括在100重量份的聚合物和阻燃剂的聚合物组分中。
通过在双螺杆挤出机中熔融混合形成组合物，双螺杆挤出机在从进料喉到模具为50℃、180℃、225℃、245℃、245℃、245℃、245℃、245℃、245℃、245℃,245℃的区域温度，模头温度为255°，螺杆转速为400转/分钟且吞吐量为约30千克/小时下操作。将挤出物冷却并造粒。
在用于注塑成型之前，将粒料在80℃下干燥4小时。用于性能测试的模制部件使用从区域1-3中的进料喉口到模具为235-250℃的区域温度，喷嘴温度为245℃，模具温度为40℃，螺杆旋转速度为100转/分钟，背压为90千克力/厘米2，保持时间为8秒，冷却时间20秒，注塑速度为25毫米/秒，保压压力为600千克力/厘米2进行注塑成型。
根据ASTM D1238-13，在250℃和10千克载荷下测定熔体流动速率。根据ASTM D2244-15a使用D65标准照明体测定CIELAB颜色参数L*、a*和b*。紫外老化根据ASTM D4459-12进行，使用36.5瓦特/米2的辐射曝量，在300-400纳米下且曝光时间为300小时。ΔE*ab是与紫外线老化相关的颜色变化，根据ASTM D2244-15a使用以下等式计算，
ΔE*ab＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。
拉伸性能根据ASTM D638-14，在23℃下使用I型棒测定，标距长度(gate length，门信号长度)为50毫米，且测试速度为50毫米/分钟。肖氏A硬度根据ASTM D2240-15在23℃下测定，且样品厚度为6.4毫米。根据ASTM D790-15e1在23℃下，使用6.4×12.7毫米的棒截面尺寸和12.5毫米/分钟的测试速度测定弯曲性能。
制备绝缘导体样品，有时称为电线样品，用于电线性能测试，其直径为2.25或2.70毫米，并使用直径为1.16毫米的铜导体。根据UL 1581，使用250毫米/分钟的测试速度，在23℃下预调整24小时，或在80或136℃下预调整168小时，测定电线样品的拉伸性能。根据UL1581，使用100或150℃的温度，300克的重量和1小时的时间测定电线样品的变形。
性能总结在表2中。结果表明，没有聚(环氧烷)的对比实施例1组合物在紫外线暴露后显示出比任何实施例1-8组合物显著更大的色移。实施例2和3的比较表明，聚(环氧烷)含量从约2重量份增加到约4重量份与增加的紫外稳定性相关，表现为ΔE*ab从3.3降至2.0。含有约2重量份的聚(环氧丙烷)单丁醚的实施例4组合物表现出最佳的UV稳定性。它表现出1.4的ΔE*ab值。
表2
Figure BDA0001795486580000251
Figure BDA0001795486580000261
表2(续)
Figure BDA0001795486580000262
Figure BDA0001795486580000271
ND＝未测定
实施例9-13，比较例2-4
这些实施例说明了本发明在其中紫外线吸收剂是三嗪化合物的组合物中的益处。
组合物总结在表3中，其中组分的量以每100重量份的聚合物(PPE-Si/PPE、S(EB)S1、S(EB)S 2、聚丙烯、聚丁烯、POE 1、POE 2、POE-g-MAH)和阻燃剂(Mg(OH)2)的总量的重量份表示。
使用H03Z1Z1H2-F电缆对护套电缆进行测试，该电缆类似于图3和图4中所示的电缆。用于性能测试的电缆样品的截面尺寸为3.6毫米×5.8毫米，对应于护套的外部。绝缘体的外径为2.25毫米，并且铜导体为AWG18(直径1.02毫米)。在没有预热的情况下，在245℃下用熔融绝缘体(从SABIC以NORYLTM WCD933获得)挤出涂覆导体以形成绝缘导体。然后，将两股绝缘导体用下面详述的护套组合物之一在245℃下挤出涂覆以形成电缆。
电缆拉伸伸长率值如下测定。从一段电缆上取下两根绝缘电线，只留下护套。将护套固定在拉力试验机的夹具上，标距长度为50毫米，并以250毫米/分钟的速度进行测试。拉伸伸长率值用于断裂伸长率。
电缆垂直燃烧试验按照EN50265-2-1进行。将测试件(完整电缆)固定到两个水平支撑件上，使得上支撑件的底部与下支撑件的顶部之间的距离为550±5毫米。以与样品的垂直轴成45℃的角度施加火焰并持续60秒。如果顶部支撑件的下边缘与炭化开始之间的距离大于50毫米，则样品通过测试。此外，如果燃烧从顶部支撑件的下边缘向下延伸到大于540mm的点，则样品未通过测试。
结果表明，使用聚(环氧烷)改善了聚(亚苯基醚)组合物的紫外稳定性，其中紫外线吸收剂是三嗪化合物。具体地，比较例2和实施例9的ΔE*ab值分别为1.6和1.1。
表3
Figure BDA0001795486580000281
Figure BDA0001795486580000291
表3(续)
Figure BDA0001795486580000292
Figure BDA0001795486580000301
实施例14和15，比较例5
这些实施例说明了本发明在其中聚(亚苯基醚)是均聚物的组合物中的益处。
组合物总结在表4中，其中组分的量以每100重量份聚合物(PPE；S(EBS)S 1；S(EBS)S 2；S(EB)S和TPE的PP含量；聚丙烯；和聚丁烯)和阻燃剂(Al(OP(O)Et2)3和MPP)的总量的重量份数表示。
VW-1可燃性测试根据UL 1581，“电线、电缆和软电线的参考标准”进行。固定455毫米长的护套电缆，其纵轴垂直。向样品施加气体火焰五次，每次持续15秒。如果任何样品显示超过25％的指示标记在五次施加火焰中的任何一次之后被烧掉或烧焦，则判断该样品能够沿其长度传送火焰并且未通过测试。如果在任何时候点燃样品下方的棉花，或者在任何气体火焰施加后持续火焰超过60秒，任何样品都会发出火焰或发光颗粒或火焰滴落，则该样品被判定能够将火焰传送给其附近的可燃物质并没有通过测试。相反，如果样品没有表现出本段的任何失效标准，则样品通过测试。
由于比较组合物和本发明组合物之间的差异，不可能进行严格的比较，但结果表明添加聚(环氧烷)使得紫外线吸收剂浓度降低，同时仍然实现比不含聚(环氧烷)的类似组合物更好的紫外稳定性。聚(环氧烷)的加入也与较高的熔体流动速率有关。
表4
Figure BDA0001795486580000311
ND＝未测定的。

Claims (18)

1.一种组合物，包含：
15至45重量份的聚(亚苯基醚)；
5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；
1至15重量份的聚丙烯；
2至10重量份的聚丁烯，具有500至1500g/mol的数均分子量；
10至45重量份的阻燃剂；
0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和
0.5至10重量份的聚(环氧烷)；
其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚(亚苯基醚)是具有0.35至0.5分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚(亚苯基醚)具有0.35至0.5分升/克的特性粘度，并且包含聚(亚苯基醚)均聚物和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述阻燃剂选自由以下组成的组：氢氧化镁、金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺多磷酸盐及它们的组合。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述紫外线吸收剂选自由以下组成的组：苯并三唑紫外线吸收剂、2-(2’-羟基苯基)-1,3,5-三嗪紫外线吸收剂、二苯甲酮紫外线吸收剂、草酰替苯胺紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯紫外线吸收剂及它们的组合。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述聚(环氧烷)选自由以下组成的组：聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)、环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、前述的单烷基醚、前述的二烷基醚及它们的组合。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述聚(环氧烷)具有300至40,000克/摩尔的数均分子量。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，还包含5至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
11.根据权利要求1所述的组合物，包含
17至30重量份的聚(亚苯基醚)，
7至17重量份的氢化嵌段共聚物，
2至7重量份的聚丙烯，
3至9重量份的聚丁烯，
20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物，
28至38重量份的阻燃剂，
1至4重量份的紫外线吸收剂，和
1至4重量份的聚(环氧烷)。
12.根据权利要求11所述的组合物，
其中所述聚(亚苯基醚)是具有0.35至0.5分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；
其中所述氢化嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；
其中所述阻燃剂包括氢氧化镁；
其中所述紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；
其中所述聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；且
其中所述包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
13.一种绝缘导体，包括：
导体；以及
设置在所述导体上的绝缘覆盖物；
其中所述绝缘覆盖物包含组合物，所述组合物包含
15至45重量份的聚(亚苯基醚)；
5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；
1至15重量份的聚丙烯；
2至10重量份的聚丁烯，具有500至1500g/mol的数均分子量；
10至45重量份的阻燃剂；
0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和
0.5至10重量份的聚(环氧烷)；
其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
14.根据权利要求13所述的绝缘导体，其中所述组合物包含
17至30重量份的聚(亚苯基醚)，
7至17重量份的氢化嵌段共聚物，
2至7重量份的聚丙烯，
3至9重量份的聚丁烯，
20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物，
28至38重量份的阻燃剂，
1至4重量份的紫外线吸收剂，和
1至4重量份的聚(环氧烷)。
15.根据权利要求14所述的绝缘导体，
其中所述聚(亚苯基醚)是具有0.35至0.5分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；
其中所述氢化嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯；
其中所述阻燃剂包括氢氧化镁；
其中所述紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；
其中所述聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；且
其中所述包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
16.一种护套电缆，包含：
导体；
围绕所述导体的绝缘覆盖物；以及
围绕绝缘件的护套；
其中所述护套包含组合物，所述组合物包含
15至45重量份的聚(亚苯基醚)；
5至50重量份的烯基芳族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；
1至15重量份的聚丙烯；
2至10重量份的聚丁烯，具有500至1500g/mol的数均分子量；
10至45重量份的阻燃剂；
0.5至10重量份的紫外线吸收剂；和
0.5至10重量份的聚(环氧烷)；
其中所有重量份基于100重量份的阻燃剂和除聚(环氧烷)之外的聚合物的总量。
17.根据权利要求16所述的护套电缆，其中所述组合物包含
17至30重量份的聚(亚苯基醚)，
7至17重量份的氢化嵌段共聚物，
2至7重量份的聚丙烯，
3至9重量份的聚丁烯，
20至30重量份的包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物，
28至38重量份的阻燃剂，
1至4重量份的紫外线吸收剂，和
1至4重量份的聚(环氧烷)。
18.根据权利要求17所述的护套电缆，
其中所述聚(亚苯基醚)是具有0.35至0.5分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)；
其中所述氢化嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；
其中所述阻燃剂包括氢氧化镁；
其中所述紫外线吸收剂包含三嗪紫外线吸收剂；
其中所述聚(环氧烷)包括聚(环氧丙烷)单(C1-C12-烷基)醚；且
其中所述包含乙烯和C3-C12α-烯烃的单体的共聚物包含乙烯和1-辛烯的共聚物以及乙烯和1-辛烯的马来酸酐接枝的共聚物。
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