CN1836002A - 阻燃性聚烯烃配混料及其在表面覆盖物中的应用 - Google Patents

阻燃性聚烯烃配混料及其在表面覆盖物中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN1836002A
CN1836002A CNA2004800169870A CN200480016987A CN1836002A CN 1836002 A CN1836002 A CN 1836002A CN A2004800169870 A CNA2004800169870 A CN A2004800169870A CN 200480016987 A CN200480016987 A CN 200480016987A CN 1836002 A CN1836002 A CN 1836002A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mixing material
oxyhydroxide
polyolefine
polymkeric substance
polyolefin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004800169870A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100595228C (zh
Inventor
E·A·坎贝尔
G·诺尔
A·科尔宾
J·阿博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Avient Corp
Original Assignee
Polyone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polyone Corp filed Critical Polyone Corp
Publication of CN1836002A publication Critical patent/CN1836002A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100595228C publication Critical patent/CN100595228C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/011—Crosslinking or vulcanising agents, e.g. accelerators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0846—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0853—Vinylacetate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31909—Next to second addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31913—Monoolefin polymer
    • Y10T428/3192—Next to vinyl or vinylidene chloride polymer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31909—Next to second addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31928—Ester, halide or nitrile of addition polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

公开一种阻燃性混合物，它包含聚烯烃掺合聚合物和阻燃剂的组合。所述聚烯烃掺合聚合物包含至少一种聚烯烃和茂金属催化的烯烃共聚物。所述阻燃剂包含纳米粘土和至少一种无机阻燃剂。优选基本不含卤素的阻燃性混合物。用于哺乳动物占据的空间的表面覆盖物从该阻燃性混合物获益。

Description

阻燃性聚烯烃配混料及其在表面覆盖物中的应用
对优先权的声明
本申请要求2003年6月17日提交的美国临时专利申请60/479,009(代理机构案卷号12003017)的优先权，该申请结合作为参考。
发明领域
本发明涉及含纳米粘土(nanoclay)和无机阻燃剂的阻燃性聚烯烃配混料(compound)。
发明背景
失火能使人丧命和烧毁财产。具有阻燃性的任何材料都对公众有益。经常将阻燃剂加入配混料中，使由这些配混料制成的产品具有阻燃性。
纳米粘土是引起人们注意，能用于各种用途目的包括阻燃性的添加剂。美国专利No.6,376,591；6,251,980；6,232,388；6,225,394；6,090,734；6,050,509；5,998,528；5,844,032和5,837,763公开纳米复合物的制备和使用。Nanocor，Inc.s是片状剥落或嵌入的纳米粘土的重要商业来源，其网址为www.nanocor.com。
ASTM国际(www.astm.org)已经建立了测试建筑材料表面燃烧特性的严格标准。这一试验是No.E84，涉及可应用于露出表面如墙壁和天花板的建筑材料可比的表面燃烧行为的着火-试验-响应标准。该试验用在天花板位置具有向下对着点火源的进行评价的露出表面的试样进行。为满足E84，试验中，材料、产品或组件应能安装在测试位置。因此，试样是可以通过其自身结构特性自支撑、通过沿测试表面加上的支撑件固定就位、或从背面固定。
还有其它的焰烧试验，如美国政府的国家高速公路运输安全机构公布的MVSS-302。然而，E84试验是更严格的性能试验，因为涉及已经占用的建筑物，而不是交通工具。
美国专利No.6,414,070(Kausch等)公开已经通过了MVSS-302试验的阻燃性聚烯烃配混料，其中纳米粘土是一种必需的阻燃剂，而无机阻燃剂是任选的。
PCT专利公报WO 00/66657和WO 00/68312都公开含纳米粘土和无机阻燃剂的热塑性材料。
这三个文献都没有报道所公开的组合物能通过严格的ASTM E84试验。
发明概述
本领域需要一种能通过ASTM E84焰烧试验的聚烯烃配混料。
本领域还需要一种基本上不含卤素的聚烯烃配混料。
本发明通过提供在使用试验玻璃增强的混凝土板基材时通过了ASTM E84焰烧试验的聚烯烃配混料，而解决了本领域的这些问题。
本发明一方面涉及一种阻燃性混合物，它包含聚烯烃掺合聚合物以及和阻燃剂的混合物(a combination of frame-retardent agent)，其中，聚烯烃掺合聚合物包含聚烯烃和茂金属催化的烯烃共聚物，阻燃剂包括纳米粘土和至少一种无机阻燃剂，一种无机阻燃剂是氢氧化物，其在配混料中的量为每100份聚烯烃掺合聚合物至少约65份氢氧化物。
“聚烯烃”包括均聚物、共聚物。聚合物掺混物、聚合物混合物、聚合物的掺合聚合物，以及它们的组合，其中至少一种聚合物是由2-约8个碳原子的烯烃单体聚合而成的。
“茂金属催化的烯烃共聚物”指已在茂金属催化剂存在下共聚的两种不同单体的共聚物。
阻燃剂组合可根据可应用的化学进行组合。
第一组阻燃剂是纳米粘土，提供焦化特性，降低其工程形式的阻燃性配混料的结构整体性丧失。
第二组阻燃剂是传统的无机阻燃剂，能通过各种已知方法减慢阻燃性配混料的燃烧过程，这些方法包括：释放挥发物如水来冷却该配混料(如氢氧化物)或加速炭化(如硼酸盐)。
四组阻燃剂配混料的组合提供的阻燃性能来减慢火焰的破坏作用，还能有效减小燃烧含这类聚烯烃的配混料时熔融聚烯烃的滴落。
本发明的特征是对含聚烯烃的配混料的有效阻燃性，这类配混料目前是表面覆盖物所需的。
本发明的另一个特征是本发明基本不含卤素的配混料，不仅对聚烯烃掺合聚合物而且在阻燃剂中都基本不含卤素。此外，如果使用任选的抗微生物剂，则选择的抗微生物剂也基本不含卤素。“基本不含卤素”指在本发明配混料的任一成分中都不包含任何卤素部分，但是不能控制有痕量杂质存在于这些成分中。
“表面覆盖物”指哺乳动物占据的内表面和外表面。“表面”非选择性地包括墙壁、天花板、地板、屋顶及其部分，以及其它封闭限定的区域。“哺乳动物占据的空间”非选择性地包括建筑物、交通工具，以及人或哺乳动物聚集的空间。“交通工具”非选择性地包括飞机、船舶、小船、汽车、卡车、火车，以及运输哺乳动物的其它形式。
本发明另一方面提供一种包含本发明阻燃性配混料的表面覆盖物。
本发明的另一个特征是能提供一种表面覆盖物，提供能有效减小燃烧含这类聚烯烃的表面覆盖物时熔融聚烯烃的滴落的阻燃性。
本发明的优点是由聚烯烃制成的表面覆盖物目前能通过对墙壁和其它表面覆盖物的某些工业标准试验，允许这种表面覆盖物安装在哺乳动物占据的空间。
结合本发明的实施方式说明本发明的附加特征和优点。
发明实施方式
聚烯烃掺合聚合物
对本发明来说，如上所述的聚烯烃是一种热塑性聚合物，构成本发明聚合物的掺合聚合物中的一种聚合物。
在上述广义定义内，适合于本发明的聚烯烃的非限制性例子包括：聚乙烯(包括低密度(LDPE)，高密度，高分子量(HDPE)，超高分子量(UHDPE)，线型低密度(LLDPE)，极低密度等)，马来酸化聚丙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚己烯(polyhexalene)，聚辛烯以及它们的共聚物，和乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物，以及它们的混合物、掺混物或掺合聚合物。
茂金属催化的烯烃共聚物构成了本发明聚合物掺合聚合物中的另一种聚合物。这些共聚物包含在掺合聚合物中，提供对聚烯烃模量的改进，并有助于聚烯烃在制造时的加工性。
这些茂金属催化的烯烃共聚物为本领域熟知，如在美国专利No.6,451,894；6,376,623和6,329,454中所述。这样的共聚物可从许多商业来源购得，其中有ExxonMobil和DuPont Dow Elastomers。
公知茂金属催化能形成相当精确的聚合物结构。在可用于共聚的烯烃单体内，优选使用乙烯与具有3-18个碳原子的第二烯烃单体。在选择共聚单体时，优选辛烯，原因是所得的共聚物的熔体流动性可以变化。
在许多可能的茂金属催化的烯烃共聚物商品内有EngageTM牌的聚烯烃弹性体(从DuPont Dow Elastomers获得，其网址为： www.dupont-dow.com)。在标为Engage牌的数个品级和产品中，本发明的聚烯烃掺合聚合物优选使用Engage 8020聚烯烃弹性体。
对聚烯烃模量改进的贡献提高了所得的聚烯烃掺合聚合物作为表面覆盖物的性能。在被覆盖表面中的任何扰动或不规则能通过在掺合聚合物中包含模量改进共聚物来更好地克服。用另一种方式来说，聚烯烃掺合聚合物具有更好“方面(hand)”(聚合物膜工业的术语)，意味着制造者的能力提高到在制造和应用期间，能更好操纵由本发明的聚烯烃掺合聚合物形成的膜。只有聚烯烃，手感上并不是这样柔软、柔顺或响应，或应以包含本发明茂金属催化的烯烃共聚物的聚烯烃掺合聚合物的形式适应加工和应用。
因此，掺合聚合物含有两种完全不同但是完全相容的聚烯烃聚合反应产物：一方面，严格地是热塑性塑料，如LDPE、LLDPE和EVA，另一方面，是热塑性聚烯烃弹性体，如乙烯-辛烯共聚物。
表面覆盖物领域在一些高价值市场正从含卤素材料转向聚烯烃材料。本发明中使用的聚烯烃掺合聚合物是这一领域的一个进步，是因为在本发明中通过茂金属催化两种不同烯烃单体，通常优选乙烯-辛烯共聚物作为共-掺合聚合物成分获得的精确构造的聚合物结构具有显著的模量改进性质。
本发明不限于将聚烯烃掺合聚合物构造成一种聚烯烃和一种通过茂金属催化形成的模量改进的烯烃共聚物。取决于最后加工、应用和本领域技术人员对本发明用作表面覆盖物所需的性能，需要一种以上的烯烃，一种以上的模量改进共聚物，或两种都需要。
例如，LLDPE、LDPE和EVA与相容的乙烯-辛烯共聚物可以包含在聚烯烃掺合聚合物的聚烯烃组分中，乙烯-辛烯共聚物提供弹性性能并影响聚合物的掺合聚合物的模量。
在两种共-掺合聚合物组分类型之间，对每100份树脂，聚烯烃占约31-97份，较好约75-89份。
相反，对每100份树脂，茂金属催化的烯烃共聚物占约3-69份，较好约11-25份。
更好地，所述掺合聚合物包含LDPE、LLDPE、EVA和Engage 8020聚合物。最好，使用两种不同的LLDPE聚合物。
表1列出对本发明的一个优选实施方式，各种聚合物相对于配混料总重量的可接受的、需要的和优选的重量％，这些都以近似值表示。当和该掺合聚合物中的聚烯烃弹性体组分相比时，提供聚烯烃部分来区别掺合聚合物中的热塑性组分。
  表1总混合物的树脂成分的重量％
  聚合物   可接受的(重量％)   需要的(重量％)   优选的(重量％)
  LDPE   2-20   4-12   6-10
  LLDPE   5-40   20-30   22-27
  EVA   2-12   2-8   3-6
  聚烯烃部分   9-72   26-50   31-43
  茂金属催化的烯烃共聚物   2-20   2-14   5-10
阻燃剂
与美国专利No.6,414,070所揭示的不同，本发明实施中需要纳米粘土和无机阻燃剂的组合。两种类型的阻燃剂对上述聚烯烃掺合聚合物贡献了不同的阻燃性。此外，本发明有意选择避免任何含卤素的阻燃剂。因此，对所述阻燃剂组合优选基本不含卤素。
1.纳米粘土
纳米粘土是来自蒙脱石族的粘土。蒙脱石具有独特的形态，特征是一个尺寸在纳米范围。蒙脱粘土是蒙脱石粘土族中最普通的一种。蒙脱粘土颗粒常称为小片状体，意味着在两个方向的尺寸远大于颗粒厚度的片形结构。
纳米粘土如果嵌入一种嵌加剂而成为有商业重要性。夹层物是一种粘土-化学配合物，其中粘土通道(gallery)间距由于嵌加剂的表面关心过程而增大。在合适温度和剪切条件下，夹层物能够在树脂基质中片状剥落。嵌加剂是能进入蒙脱粘土通道并结合到表面上的有机或半有机化学物质。片状剥落描述了表面处理的纳米粘土在塑料基质中的分散。
片状剥落形式中，纳米粘土的小片状体具有柔软的片形结构，因其极小尺寸而著称，尤其是片的厚度。颗粒的长度和宽度范围为1.5μm至十分之几微米。但是，厚度能特别小，测得仅1纳米(1米的十亿分之一)。这些尺寸产生极大的长径比(200-500)。而且，这一极小尺寸和厚度意味着每1克含有百万以上的颗粒。
纳米复合物是表面处理的纳米粘土和塑料基质的组合。在聚合物配混时，纳米复合物是将纳米粘土送到最终配混料中的很方便的方法，只要塑料基质与该配混料的主要聚合物树脂组分相容。以这种方式，纳米复合物可以以浓缩物、母料以及配混料从Nanocor，Inc.of Arlington Heights，Illinois(www.nanocor.com)和PolyOne Corporation of Avon Lake，Ohio(www.polyone.com)以各种纳米复合物获得。
纳米复合物提供阻燃性质，因为纳米复合物的制剂以显著降低的燃烧速度燃烧，并在表面形成硬炭形式。还显示最小的滴落和火焰火花。
使用纳米粘土制成的Nanocor时，这组阻燃性配混料的量为配混料总量的约2-5重量％范围，较好约3重量％。
适用于本发明的其它纳米粘土在美国专利No.6,414,070(Kausch等)和PCT专利公报WO 00/66657和WO 00/68312中列出。
2.无机阻燃剂
无机阻燃剂，尤其是基本上不含卤素的那些为各种用途的聚合物配混工业所熟知。本发明中可使用一种或多种无机阻燃剂，它们选自两种主要类型：(1)硼酸盐；和(2)金属氢氧化物。
硼酸盐
很多种硼酸盐适用于本发明，硼酸盐的非限制性例子包括：硼酸锌、硼酸钠(也称硼砂)、硼酸钡、四水硼砂、硼酸铵、硼酸镁，在此一般不列出所有碱土金属的硼酸盐。这类硼酸盐的用途例如在美国专利No.6,387,993；6,420,470；6,423,251；6,454,968和6,576,696中描述。
这些可能的硼酸盐中，优选硼酸锌。
本发明阻燃性配混料中硼酸盐量为配混料总量的约2-5重量％，较好约3重量％。
氢氧化物
很多种氢氧化物适用于本发明。氢氧化物的非限制性例子包括氢氧化镁、氢氧化铵(也称作三水氧化铝)、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化锆、白云石和水滑石，以及它们的组合。这些氢氧化物的用途例如在美国专利No.6,232,377；6,492,453；6,531,530；6,547,992；6,555,605和6,576,691中说明。
这些可能的氢氧化物中，优选氢氧化铝和氢氧化镁，最优选它们的组合。
本发明阻燃性配混料中氢氧化物含量为配混料总量的约2-70重量％，较好约30-40重量％。
这些重量％中，当使用氢氧化铝和氢氧化镁的组合时，后者占主要。
更好地，氢氧化物阻燃剂含量为对每100份聚烯烃掺合聚合物树脂最少约为55份，对氢氧化镁最好至多为最终混合物的约65份。
阻燃剂的组合效果
两个PCT公报WO 00/66657和WO 00/68312讨论了组合阻燃剂的好处。Nanocor，Inc.也已经在其网站的Technical Paper报道(Lan等，“FR Applications ofPlastic Nanocomposites″)，其Nanomer牌的纳米粘土颗粒与氢氧化镁的组合效果通过了保险业实验所94号试验法(Underwriters′Laboratory test UL 94)的垂直燃烧测试法。
然而这些文献，并未预期到本发明中所发现的聚烯烃掺合聚合物(基本不含卤素)与阻燃剂组合(基本不含卤素)的组合提供的益处，使用玻璃增强的混凝土板作为测试基材，通过了对墙壁和天花板覆盖物的严格的ASTM Test E84。
不受具体理论的限制，相信纳米粘土(提供焦化性质)；氢氧化物(升高分解温度和水蒸发)和硼酸盐(加速碳化)的组合使优选的实施方式能符合通过采用玻璃增强的混凝土板作为测试基材的严格ASTM E84测试。此外，这一优选实施方式的阻燃剂能与本发明配混料的聚烯烃掺合聚合物组分相容，不会对聚烯烃掺合聚合物组分的制备、应用和性能产生不良作用，特别在形成表面覆盖物时。
任选添加剂
任选的添加剂与任何聚合物树脂基混合物能提供更容易加工和对该混合物所需的最终外观和性质。
任选添加剂的非限制性例子包括：填料、抗氧化剂、稳定剂、润滑剂、颜料、抗微生物剂等。这些成分对作为阻燃性聚合物材料的配混料性能而言并不是必需的。但是，为其预定目的包含这些成分时，能为最终配混料提供附加值。这些添加剂都能从本领域技术人员公知的来源购得。
例如，填料范围在配混料重量的约1-10重量％，较好约2-3重量％。
抗氧化剂范围在配混料重量的约0.03-0.1重量％，较好约0.05-0.07重量％。
稳定剂范围在配混料重量的约0.1-0.5重量％，较好约0.11-0.13重量％。
润滑剂范围在配混料重量的0.1-1重量％，较好约0.7-0.8重量％。
颜料范围在配混料重量的约0-20重量％，较好约10-11重量％。
抗微生物剂范围在配混料重量的约0.5-5重量％，较好约2-3重量％。在需要具备基本不含卤素的聚合物混合物的那些情况，抗微生物剂的选择应集中在避免溴化杀菌化合物上。一直使用有机磷化合物作为不含卤素的抗微生物剂。在美国专利6,294,589中揭示其它抗微生物剂。
出乎意料地，已经发现一种特别有用的非卤化的抗微生物剂是偏硼酸钡，因为其杀菌性质。使用偏硼酸钡使本发明的聚烯烃配混料达到完全不含卤素，也使其它聚烯烃配混料基本上不含卤素，而与掺合聚合物或该阻燃剂的组分无关，只要这些组分也基本上不含卤素。
混合物的物理形式
可采用传统的挤出、模塑、压延或其它产生形状的设备，将本发明的混合物制成各种形状。无论配混料为何种形式，配混料阻燃剂性质分布在整个配混料中。形式的非限制性例子是膜、型材(profile)，制品、纤维等。
膜的厚度在约0.2-0.5mm(8-20密耳)范围，较好约0.2-0.3mm，宽度在约40-187cm(16-74英寸)范围，较好约71-162cm。长度一般取决于膜卷的尺寸。膜可以是固体或是隔膜(membrane)，取决于按照本领域技术人员已知技术的成形装置。膜可以按照本领域技术人员已知的方法被增强或不增强。
型材也可以按照挤出时使用的型材模头的形状，将本发明配混料挤出为任何三维形状来制造。
不管是阳模还是阴模，还是通过加热、加热和加压、加热和真空等形成，制品可以用本发明的配混料按照模具的任何腔的形状由模具制造。
不管织造织物结构还是非织造织物结构，按照本领域技术人员已知的生产方法，可以由本发明的配混料制造纤维。
不管所需的形式，采用百科全书、技术文献或专利文献揭示的内容制造，配混料的阻燃性能促使采用该形式。
这些形式中，优选膜和片，因为膜和片能提供表面覆盖物最大的面积。
表面覆盖物
表面覆盖物可以是本发明配混料的单一膜或片，或是与其它提供增强或其结构稳定性材料的层压物。美国专利No.6,414,070(Kausch等)公开如何将本发明的膜或片与增强层、聚合物层、或增强层和聚合物层组合。
阻燃性层压物一般包括：包含本发明阻燃性片的顶层，一般包含增强背衬如织造或非织造的聚合物织物层如聚酯、尼龙等的底层。任选地，在底层的下面，还可加入一个最下层，该层可以是任何合适的聚合物层(如上面所述的聚烯烃或聚氯乙烯)。但是，如果要求表面覆盖物形式中保持本发明配混料基本不含卤素的特性，最下层不能是聚氯乙烯。
本发明膜或片与另一个层的层压物必须具有粘合性作为固定手段。如果使用粘合剂，则粘合剂不应损害膜或片的阻燃剂性。可以调查粘合剂的许多商业来源，不必进行不适当的试验来决定将这样的粘合剂用于进行ASTM E84测试的层压物中的相容性。商业来源包括：Avery Dennison Corporation(www.averydennison.com)，3M Company(www.3M.com)和Worthen Industries(www.worthenind.com)。优选水基粘合剂。合适的水基粘合剂包括Scotch brandPro-Spray牌Water-Based Mounting Adhesives(3M Company)和WA牌水基粘合剂(Worthen Industries)。对ASTM E84试验，选择使用的粘合剂是从Worthen Industries购得的WA-405的粘合剂。
或者，可以将稀疏平纹织物嵌入本发明膜中，按照美国专利No.5,260,113(Pontuti等)揭示的方法。
表面覆盖物对建筑物或其它哺乳动物占据的空间如飞机机舱特别重要，用户需要聚烯烃膜或片或成型制品的加工特性，也需要阻燃性来基本上阻止火焰在有可能受限出口的有限空间里蔓延。在有限空间如飞机、夜总会和有受出口通道的其它拥挤场所每年都发生火灾悲剧。在墙壁、天花板和/或地板上提供本发明的表面覆盖物，在丧失生命和损失财产上有明显的差别。
制造配混料的方法
对本发明混合物进行配混可以采用根据熟悉热塑性材料配混的那些人员的选择的任何方法。一种方法中，将每个组分混入一个大的容器。另一种方法中，首先形成成分的批料，然后合并这些批料。
作为本发明优选的方法，可以采用以下面次序的下列公知步骤：将含成分的掺混物送入Banbury型混炼机上游的料斗；随后进行应变、传送以及用压花辊进行压延，随后再进行冷却和卷绕操作。
混合步骤可以是在Banbury型混炼机分批进行，或在Farrell牌ContinuousMixer(FCM)中连续进行。
无论采用何种混合方式，配混料转变为特定形式依赖于压延、挤出或模塑方法，也为本领域技术人员熟知。例如，可以将成分的完全混合物送入压延操作，形成膜，在出口用膜模头挤出也能形成膜，或用在挤出机出口的型材模头形成型材。
较好地，本发明混合物使用Banbury型混炼机，以下面步骤顺序加入各成分：(1)聚烯烃；(2)阻燃剂、填料、白颜料和抗微生物剂的母料；(3)分别加入的抗氧化剂、稳定剂和润滑剂；(4)任选地，如果需要提供颜色的其它颜料；和(5)其余聚烯烃以及模量改进的茂金属催化剂烯烃共聚物。
温度、持续时间和旋转速度采用热塑性塑料配混领域的通常条件。例如，旋转速度在约40-60转/分钟(RPM)范围，较好约50转/分钟。熔融的完全混合的配混料出料温度至少高于掺合聚合物的聚合物熔融温度，较好至少约150℃。
本发明实用性—通过ASTM E84
实施例
通用实验的测试过程
ASTM Test E84在2003进行了修订。在证明本发明混合物的功效时，采用了ASTM Test E 84-01。在提交本专利申请时，该Test目前是E 84-03。
通用实验的材料例子
表2列出按照加入Banbury型混炼机顺序的成分以及相对于总组成的各成分的重量％。
  表2
  化学品   商标   商业来源   重量％   加入顺序
  EVA   Evatane 2403   Atofina   4.10％   1
  LLDPE   LL 1002   ExxonMobil   21.03％   1
  二氧化钛颜料   RCL 4   Millenium   4.45％   2
  三水合铝阻燃剂   PGASD   Alcoa   4.45％   2
  纳米粘土阻燃剂   I-31PS   Nanocor   3.17％   2
  硼酸锌阻燃剂   Firebrake ZB   U.S.Borax   3.17％   2
  表2
  化学品   商标   商业来源   重量％   加入顺序
  氢氧化镁阻燃剂   Magnifin H-10   Albemarle   29.04％   2
  碳酸钙填料   Omya FT   Omya   8.54％   2
  偏硼酸钡抗微生物剂   Busan 11MI-F   Buckman Laboratories   2.23％   2
  有机亚磷酸盐稳定剂   Ultranox 641   General Electric   0.12％   3
  位阻酚抗氧化剂   Irganox 1010   Ciba Geigy   0.06％   3
  硬脂酸钙润滑剂   Calcium Stearate   Crompton   0.23％   3
  硬脂酸润滑剂   Stearic Acid   Crompton   0.30％   3
  硬脂酸锌润滑剂   ZNST Listab DPC   Chemson   0.21％   3
  颜料   各种   各种   0.17％   4
  LDPE   LD51348   ExxonMobil   8.37％   5
  LLDPE   LL 5105   ExxonMobil   3.03％   5
  乙烯-辛烯共聚物   Engage 8020   DuPont Dow Elastomers   7.31％   5
  100.00％
Banbury型混炼机以约50RPM操作并设定在约154℃卸料。卸料时间约需4-5分钟。配混后，将配混料压延成厚0.254mm、宽142cm的膜卷。在膜的一个主表面上施涂一层Worthen WA-405粘合剂，为了ASTM E84试验，施加一层非织造的稀疏平纹织物。该层压物被用于测试实验室，证实能进行ASTM E84 Test。然后，将该层压物用同样的粘合剂粘合到玻璃增强的混凝土板上并按照ASTMTest E84-01进行测试。该层压物通过了该试验。应注意到，还测试了本发明背面有织造的稀疏平纹织物的膜。由于未知的原因，该试验失败。然而，由于唯一的差别是用于增强的稀疏平纹织物的选择，可以认为本发明的表面覆盖物具有足够的阻燃性，能一致通过ASTM E84试验。
本发明不限于上述实施方式。

Claims (20)

1.一种阻燃性配混料，它包含：
(a)聚烯烃掺合聚合物；
(b)阻燃剂的混合物，
其中，聚烯烃掺合聚合物包含至少一种聚烯烃和茂金属催化的烯烃共聚物，
阻燃剂包含纳米粘土和至少一种无机阻燃剂，
其中所述的一种无机阻燃剂是氢氧化物，在该混合物中的量为每100份聚烯烃掺合聚合物至少约65份氢氧化物。
2.如权利要求1所述的配混料，所述配混料为表面覆盖物形式。
3.如权利要求1所述的配混料，所述配混料为选自型材、制品和纤维的形式。
4.如权利要求1所述的配混料，其特征在于，至少一种聚烯烃包含两种聚乙烯聚烯烃和乙烯-乙酸乙烯酯。
5.如权利要求4所述的配混料，其特征在于，有至少两种类型的无机阻燃剂，并且其中一种是硼酸盐，另一种是氢氧化物。
6.如权利要求5所述的配混料，其特征在于，所述氢氧化物包括氢氧化镁和氢氧化铝。
7.如权利要求1所述的配混料，其特征在于，茂金属催化的烯烃共聚物是聚烯烃弹性体。
8.如权利要求7所述的配混料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体是乙烯和辛烯单体的共聚物。
9.如权利要求1所述的配混料，所述配混料还包含添加剂，该添加剂选自：填料、抗氧化剂、稳定剂、润滑剂、颜料、抗微生物剂，以及它们的组合。
10.如权利要求1所述的配混料，其特征在于，所述配混料基本不含卤素。
11.一种杀虫的，基本不含卤素的阻燃性配混料，它包含：
(a)基本不含卤素的聚烯烃掺合聚合物；
(b)基本不含卤素的阻燃剂；
(c)主要由偏硼酸钡组成的抗微生物剂。
12.如权利要求11所述的配混料，其特征在于，
聚烯烃掺合聚合物包含至少一种聚烯烃和茂金属催化的烯烃共聚物，
阻燃剂包含纳米粘土和至少一种无机阻燃剂。
13.如权利要求11所述的配混料，所述配混料为选自膜、型材、制品和纤维的形式。
14.如权利要求12所述的配混料，其特征在于，至少一种聚烯烃包含两种聚乙烯聚烯烃和乙烯-乙酸乙烯酯，并且有至少两种类型的无机阻燃剂，其中一种是硼酸盐，另一种是氢氧化物。
15.如权利要求14所述的配混料，其特征在于，所述氢氧化物包括氢氧化镁和氢氧化铝，氢氧化物在所述配混料中的量为每100份聚烯烃掺合聚合物约65份氢氧化物。
16.如权利要求11所述的配混料，所述配混料还包含添加剂，该添加剂选自填料、抗氧化剂、稳定剂、润滑剂、颜料、抗微生物剂，以及它们的组合。
17.一种表面覆盖物，由权利要求1-16中任一项所述的配混料制成，所述配混料为膜的形式。
18.如权利要求17所述的表面覆盖物，其特征在于，所述膜层压到水基粘合剂上。
19.如权利要求18所述的表面覆盖物，所述覆盖物还包含层压到粘合剂上的增强背衬。
20.哺乳动物占据的空间，具有权利要求17-19中任一项所述的表面覆盖物的表面。
CN200480016987A 2003-06-17 2004-06-14 阻燃性聚烯烃配混料及其在表面覆盖物中的应用 Expired - Fee Related CN100595228C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47900903P 2003-06-17 2003-06-17
US60/479,009 2003-06-17
PCT/US2004/018786 WO2004113439A1 (en) 2003-06-17 2004-06-14 Flame-retardant polyolefin compounds and their use in surface coverings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1836002A true CN1836002A (zh) 2006-09-20
CN100595228C CN100595228C (zh) 2010-03-24

Family

ID=33539139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200480016987A Expired - Fee Related CN100595228C (zh) 2003-06-17 2004-06-14 阻燃性聚烯烃配混料及其在表面覆盖物中的应用

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7393890B2 (zh)
EP (1) EP1633815A1 (zh)
CN (1) CN100595228C (zh)
WO (1) WO2004113439A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5154823B2 (ja) 2007-04-17 2013-02-27 日東電工株式会社 難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物及び該組成物よりなる粘着テープ基材、並びに、粘着テープ
US9827696B2 (en) * 2011-06-17 2017-11-28 Fiberweb, Llc Vapor-permeable, substantially water-impermeable multilayer article
US10822470B2 (en) * 2012-09-07 2020-11-03 Johns Manville Polyolefin materials with reduced oxygen permeability
ES2944608T3 (es) 2017-12-12 2023-06-22 Borealis Ag Composición de poliolefina retardante de llama y resistente al fuego
EP3499516A1 (en) 2017-12-12 2019-06-19 Borealis AG Flame retardant and fire resistant polyolefin composition

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU626081B2 (en) * 1989-03-17 1992-07-23 Ube Industries, Ltd. Thermoplastic resin composition
JPH09296083A (ja) * 1996-05-01 1997-11-18 Nippon Unicar Co Ltd 難燃性電線・ケーブル
JP4181681B2 (ja) * 1999-02-19 2008-11-19 日本ユニカー株式会社 難燃性エチレン系樹脂組成物及び電線・ケーブル
DE19921472A1 (de) * 1999-05-08 2000-11-16 Sued Chemie Ag Flammgeschützte Polymerzusammensetzung
US6492453B1 (en) * 1999-09-24 2002-12-10 Alphagary Corporation Low smoke emission, low corrosivity, low toxicity, low heat release, flame retardant, zero halogen polymeric compositions
CN1253498C (zh) * 1999-11-12 2006-04-26 积水化学工业株式会社 聚烯烃树脂组合物
US6414070B1 (en) * 2000-03-08 2002-07-02 Omnova Solutions Inc. Flame resistant polyolefin compositions containing organically modified clay
AUPS146402A0 (en) * 2002-03-28 2002-05-09 Compco Pty Ltd Nanofiller compositions

Also Published As

Publication number Publication date
EP1633815A1 (en) 2006-03-15
US7393890B2 (en) 2008-07-01
WO2004113439A1 (en) 2004-12-29
US20070287783A1 (en) 2007-12-13
CN100595228C (zh) 2010-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107207806B (zh) 阻燃性聚丙烯组合物
CN1125130C (zh) 阻燃树脂组合物及其应用
JP6448370B2 (ja) 難燃剤組成物及び難燃性合成樹脂組成物
CN104169350B (zh) 作为阻燃剂的nor‑hals化合物
CA2467711C (en) Flame retardant compositions
JP5383685B2 (ja) 難燃性を向上させるためのバイモーダルフィラー系
US20150004343A1 (en) Polyolefin flame retardant composition and synergists thereof
CN1266202C (zh) 包含粒状添加剂的热塑性泡沫
JPWO2016125597A1 (ja) 難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物
JP6309171B2 (ja) ケーブル廃棄物からリサイクルされたポリエチレンに基づく組成物
US7553898B2 (en) Flame retardant plastic compositions
CN1118361A (zh) 改进光学特性的直链低密度聚乙烯基础组合物
CN1784464A (zh) 填充的热塑性烯烃组合物
CN1886453A (zh) 阻燃的无卤素的组合物
WO2006044873A1 (en) Composition comprising polymer and silicone rubber
WO2013085788A1 (en) Synergized flame retarded polyolefin polymer composition, article thereof, and method of making the same
US20190040245A1 (en) Flame-retardant polyolefin-based resin composition
US20080161466A1 (en) Composition For Production Flame Retardant Insulating Material of Halogen Free Type Using Nano-Technology
JP2006089712A (ja) 不燃性ポリオレフイン樹脂組成物
CN1836002A (zh) 阻燃性聚烯烃配混料及其在表面覆盖物中的应用
CN1842571A (zh) 包含纳米填料的阻燃聚合物组合物
US7232856B1 (en) Flame-retardant polyolefin compounds and their use in surface coverings
CN1761711A (zh) 辐射的、氧化的烯烃聚合物分散剂
US6437035B1 (en) Flame retardant thermoplastic elastomer film composition
TWI790804B (zh) 防焰材料結構

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: POLYONE POLYMER (SHANGHAI) CO., LTD.

Assignor: PolyOne polymer Ltd.

Contract fulfillment period: 2007.01.01 to 2019.05.19

Contract record no.: 2007990000060

Denomination of invention: Flame retardant polyolefin blend and its use in surface coverings

Granted publication date: unauthorized

License type: General permission, cross licensing

Record date: 20071008

Assignee: Puliwan polymer (Shenzhen) Co., Ltd.

Assignor: PolyOne polymer Ltd.

Contract fulfillment period: 2007.01.01 to 2019.05.19

Contract record no.: 2007990000061

Denomination of invention: Flame retardant polyolefin blend and its use in surface coverings

Granted publication date: unauthorized

License type: General permission, cross licensing

Record date: 20071008

Assignee: Polyone Polymer (Suzhou) Ltd.

Assignor: PolyOne polymer Ltd.

Contract fulfillment period: 2007.01.01 to 2019.05.19

Contract record no.: 2007990000062

Denomination of invention: Flame retardant polyolefin blend and its use in surface coverings

Granted publication date: unauthorized

License type: General permission, cross licensing

Record date: 20071008

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: COMMON LICENCE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.1.1 TO 2019.5.19

Name of requester: PLIVAN POLYMER ( SHANGHAI ) CO., LTD.

Effective date: 20071008

Free format text: COMMON LICENCE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.1.1 TO 2019.5.19

Name of requester: PLIVAN POLYMER ( SHENZHEN ) CO., LTD.

Effective date: 20071008

Free format text: COMMON LICENCE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.1.1 TO 2019.5.19

Name of requester: PLIVAN POLYMER ( SUZHOU) CO., LTD.

Effective date: 20071008

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100324

Termination date: 20140614

EXPY Termination of patent right or utility model