EA008099B1 - Огнестойкая полимерная композиция, содержащая нанонаполнители - Google Patents

Огнестойкая полимерная композиция, содержащая нанонаполнители Download PDF

Info

Publication number
EA008099B1
EA008099B1 EA200600464A EA200600464A EA008099B1 EA 008099 B1 EA008099 B1 EA 008099B1 EA 200600464 A EA200600464 A EA 200600464A EA 200600464 A EA200600464 A EA 200600464A EA 008099 B1 EA008099 B1 EA 008099B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
composition
composition according
nanofiller
polymer
flame retardant
Prior art date
Application number
EA200600464A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600464A1 (ru
Inventor
Ярии Хухтала
Ксхама Мотха
Original Assignee
Бореалис Текнолоджи Ой
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 Бореалис Текнолоджи Ой filed Critical Бореалис Текнолоджи Ой
Publication of EA200600464A1 publication Critical patent/EA200600464A1/ru
Publication of EA008099B1 publication Critical patent/EA008099B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions 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
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0869Acids or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/12Polysiloxanes containing silicon bound to hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/16Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/18Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/20Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/70Siloxanes defined by use of the MDTQ nomenclature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/016Flame-proofing or flame-retarding additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/346Clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/20Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions 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
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene

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)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции, содержащей (А) гомо- и/или сополимер олефина, содержащий полярный сополимер олефина, (В) соединение, содержащее силиконовую группу, (С) неорганический наполнитель и (D) нанонаполнитель. Кроме того, изобретение относится к применению такой композиции в проводе или кабеле и к проводу или кабелю, имеющему слой, содержащий такую композицию.

Description

Настоящее изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции, более конкретно, к огнестойкой полимерной композиции для проводов или кабелей, которая проявляет свойства уменьшенного капания при сохранении других свойств, таких как затрудненная воспламеняемость, хорошая экструдируемость или хороший баланс между гибкостью и жесткостью. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению огнестойкой полимерной композиции для производства огнестойкого слоя в проводах или кабелях, а также к проводу или кабелю, содержащему огнестойкую композицию согласно изобретению.
Полиолефины по своим свойствам являются воспламеняющимися веществами. Однако при многих применениях необходима огнестойкость, как, например, для кабелей и проводов в электронной и электрической промышленности. Известно, что для получения полиолефиновых полимеров с повышенной огнестойкостью в полимер включают специальные добавки, такие как химические вещества на основе галогенов, химические вещества на основе фосфатов или неорганические гидроксиды/гидратированные соединения. Каждая из этих добавок обладает собственными недостатками, такими как несовместимость с полиолефином, необходимость в высоких уровнях загрузки, что приводит к плохим механическим свойствам и к плохой обрабатываемости, присутствие или испускание вредных, токсичных или нежелательных по другой причине соединений, а также высокая стоимость.
Например, в ЕР 0393959 предложена огнестойкая полимерная композиция, содержащая жидкий или смолистый кремнийсодержащий наполнитель и не гидратированный/не гидроксидный неорганический наполнитель. Эта композиция проявляет хорошие свойства ингибирования горения вследствие образования стабильного угольного слоя при воспламенении. Однако все же свойство капания этих материалов требует усовершенствования, поскольку капание воспламеняемого полимера провоцирует распространение пламени.
Поэтому задачей настоящего изобретения является разработка огнестойкой полимерной композиции, обладающей улучшенной устойчивостью к капанию при сохранении хороших огнестойких свойств, а также хороших механических свойств, особенно хорошего баланса между гибкостью и жесткостью.
Настоящее изобретение основано на открытии, что данную задачу можно решить с помощью полимерной композиции, которая в дополнение к полимеру содержит соединение, содержащее кремнийорганическую группу, и нанонаполнитель.
Следовательно, в настоящем изобретении предложена огнестойкая полимерная композиция с уменьшенным капанием, содержащая (A) гомополимер олефина и/или сополимер олефина, содержащий полярный сополимер олефина, (B) соединение, содержащее кремнийорганическую группу, (C) неорганический наполнитель и (Ό) нанонаполнитель.
Композиция по изобретению проявляет очень хорошие огнестойкие свойства в сочетании со свойствами уменьшенного капания по сравнению с материалами, известными в данной области техники. Кроме того, включение компонентов (В), (С) и (Ό) в полиолефин (А) неожиданно приводит к синергическому эффекту в отношении максимальной скорости выделения теплоты, которая является более низкой, чем в композициях, иных, чем композиция по изобретению. Таким образом, с композицией по изобретению уменьшается опасность воспламенения вследствие внезапного образования тепла, приводящего к воспламенению горючих веществ вблизи, например, провода, содержащего композицию по изобретению.
Выбор и состав полимера олефина (А) варьирует в зависимости от того, применяют ли композицию по изобретению в качестве слоя для проводов или кабелей, и в зависимости от того, для какой цели применяют этот слой.
Конечно, полимер олефина (А) может также содержать смесь различных полимеров.
Компонент (А) образован гомо- или сополимерами олефина, предпочтительно этилена. Они включают, например, гомополимеры или сополимеры этилена, пропилена и бутена и полимеры бутадиена или изоизопрена. Подходящие гомополимеры и сополимеры этилена включают полиэтилен низкой плотности, линейный полиэтилен низкой, средней или высокой плотности и полиэтилен очень низкой плотности. Подходящие сополимеры этилена включают полимеры с С320-альфа-олефинами, С16алкилакрилатами, С16-алкилметакрилатами, акриловыми кислотами, метакриловыми кислотами и винилацетатами. Предпочтительными примерами алкил-альфа-олефинов являются пропилен, 1-бутен, 4метил-1-пентен, 1-гексен и 1-октен.
Можно также использовать структурированные полимеры силанов, то есть полимеры, полученные с использованием ненасыщенных мономеров силанов, имеющих гидролизуемые группы, способные к сшивке посредством гидролиза и конденсации с образованием групп силанола в присутствии воды и, возможно, катализатора конденсации силанола.
Кроме того, компонент (А) содержит полярный сополимер олефина.
Полярные группы определяют как функциональные группы, которые содержат по меньшей мере один элемент иной, чем углерод и водород.
- 1 008099
Более предпочтительно полярный сополимер представляет собой сополимер олефин/акрилат, предпочтительно этилен/акрилат и/или олефин/ацетат, предпочтительно этилен/ацетат.
Более предпочтительно, чтобы полярный сополимер содержал сополимер олефина, предпочтительно этилена, с одним или более чем одним сомономером, выбранным из С1-С6-алкилакрилатов, С1-С6алкилметакрилатов, акриловых кислот, метакриловых кислот и винилацетата. Этот сополимер может также содержать иономерные структуры (подобные, например, типам ЭиРогй'з 8иг1уп).
Особенно предпочтительно полярный сополимер содержит сополимер этилена с С|-С4-алкилом, таким как метил, этил, пропил или бутил, акрилатами или винилацетатом.
Кроме этилена и определенных сомономеров, сополимеры могут также содержать дополнительные мономеры. Например, сополимеры могут содержать вплоть до 10% мас./мас. олефина, такого как пропилен.
Полярный сополимер можно получить путем сополимеризации полимера, например, олефина, мономеров с полярными сомономерами, но также может представлять собой привитый полимер, например, полиолефин, в котором один или более чем один сомономер привит на полимерный каркас, как, например, полиэтилен, привитый акриловой кислотой.
Кроме того, предпочтительно, чтобы полярный полимер составлял количество 30 ч. мас./мас. (мч) или более, более предпочтительно 50 мч или более и еще более предпочтительно 70 мч или более, на 100 мч компонента (А). Наиболее предпочтительно компонент (А) полностью состоит из полярного полимера.
Предпочтительно компонент (А) присутствует в количестве от 30 до 70% мас./мас., предпочтительно от 40 до 60% мас./мас. общей композиции.
Огнестойкая композиция по изобретению с уменьшенным капанием дополнительно содержит содержащее кремнийорганическую группу соединение (В).
В предпочтительном воплощении композиции по изобретению компонент (В) представляет собой силиконовую жидкость или смолу, либо сополимер олефина, предпочтительно этилена, содержащий по меньшей мере один сомономер, в составе которого присутствует кремнийорганическая группа, либо смесь любых из этих соединений. Предпочтительно указанный сомономер представляет собой винилполисилоксан, как, например, винил-ненасыщенный полибисгидрокарбилсилоксан.
Силиконовые жидкости и смолы, пригодные для применения по настоящему изобретению, известны и включают, например, полимеры полиорганосилоксана, содержащие химически связанные силокси единицы, выбранные из группы, состоящей из единиц Β.3δΐΟο,5, Κ28ΐΟ, Κ?8ίΟι;5, Κ?Ι<28ΐΟο;5, Κ.Κ?8ίΟ, Κ^δίΟ, К8Ю15 и δίθ2 и их смесей, в которых каждый К представляет собой независимо насыщенный или ненасыщенный одновалентный углеводородный радикал, и каждый К1 представляет собой радикал, такой как К, или радикал, выбранный из группы, состоящей из водородного, гидроксильного, алкокси, арильного, винилового или аллилового радикалов.
Полиорганосилоксан предпочтительно имеет вязкость примерно от 600 до 300 х 105 сП при 25°С.
Силиконовая жидкость или смола может содержать наполнители, представляющие собой белую сажу общеизвестного типа для придания жесткости кремнийорганическим каучукам, например, вплоть до 50% мас./мас.
Сополимеры олефина, предпочтительно этилена и по меньшей мере одного сомономера, содержащего кремнийорганическую группу, предпочтительно представляют собой винил-ненасыщенные полибисгидрокарбилсилоксаны формулы (I)
К'К' |I
НС=С—(8Ю)п— δίЕГ 2 н II
К'К' где η = 1 до 1000 и
К и К' независимо представляют собой винил, алкил, разветвленный или неразветвленный, с 1-10 атомами углерода; арил с 6 или 10 атомами углерода;
ал к ил ар ил с 7-10 атомами углерода или арилалкил с 7-10 атомами углерода.
Такие соединения, например, раскрыты в XVО 98/12253, содержание которой включено здесь путем ссылки.
Предпочтительно компонент (В) представляет собой полидиметилсилоксан, предпочтительно имеющий вязкость предпочтительно примерно 20 х 106 сП при 25°С, и/или сополимер этилена и винилполидиметилсилоксана. Эти компоненты (В) предпочтительны в связи с их коммерческой доступностью.
В термин сополимер, как его используют здесь, следует включать сополимеры, полученные путем сополимеризации или путем прививки мономеров на полимерный каркас.
Компонент (С), то есть материал неорганического наполнителя, пригодный для применения в композиции по изобретению, включает все материалы наполнителей, известных в данной области техники. Компонент (С) может также содержать смесь любых таких материалов наполнителей. Примерами таких
-2008099 материалов наполнителей являются оксиды, гидроксиды и карбонаты алюминия, магния, кальция и/или бария.
Предпочтительно компонент (С) представляет собой неорганическое соединение металла групп 113, более предпочтительно групп 1-3, еще более предпочтительно групп 1 и 2 и наиболее предпочтительно группы 2 Периодической таблицы элементов.
Нумерация химических групп, которую используют здесь, находится в соответствии с системой ИЮПАК, в которой группы периодической системы элементов пронумерованы от 1 до 18.
Предпочтительно компонент неорганического наполнителя (С) содержит соединение, которое не является ни гидроксидом, ни гидратированным соединением, более предпочтительно содержит соединение, выбранное из карбонатов, оксидов и сульфатов, и наиболее предпочтительно содержит карбонат.
Предпочтительными примерами таких соединений являются карбонат кальция, оксид магния и гунтит Мд3Са(СО3)4, причем особенно предпочтительным примером является карбонат кальция.
Хотя неорганический наполнитель (С) предпочтительно представляет собой не гидроксид, он может содержать небольшие количества гидроксида, как правило, менее чем 5% мас./мас. наполнителя, предпочтительно менее чем 3% мас./мас. Например, могут быть небольшие количества гидроксида магния в оксиде магния. Кроме того, хотя наполнитель (С) представляет собой не гидратированное соединение, он может содержать небольшие количества воды, обычно менее чем 3% мас./мас. наполнителя, предпочтительно менее чем 1% мас./мас. Однако, наиболее предпочтительно, чтобы компонент (С) был полностью свободен от гидроксида и/или воды.
Предпочтительно компонент (С) огнестойкой полимерной композиции по изобретению содержит 50% мас./мас. или более карбоната кальция и более предпочтительно, по существу, полностью изготовлен из карбоната кальция.
Неорганический наполнитель может включать также наполнитель, который был поверхностно обработан органосиланом, полимером, карбоновой кислотой или солью и т. д., чтобы способствовать обработке и обеспечить лучшую дисперсию наполнителя в органическом полимере. Такие покрытия обычно не составляют более чем 3% мас./мас. наполнителя.
Предпочтительно, композиции согласно настоящему изобретению содержат менее чем 3% металлорганической соли или полимерных покрытий.
Обычно характеристическое отношение частиц неорганического наполнителя, то есть отношение между самым большим и самым малым размером частиц, составляет 5 или менее.
Предпочтительно средний размер частиц неорганического наполнителя (С) составляет 0,3 мкм или более, более предпочтительно 0,5 мкм или более и еще более предпочтительно 1,0 мкм или более.
Кроме того, композиция по изобретению содержит нанонаполнитель (Ό).
Выражение нанонаполнитель, как его используют здесь, относится к веществам со способностью к дисперсии в полимерной матрице таким образом, что наблюдаются структуры наноразмера (от 1 до 700 нм). Обычно частицы нанонаполнителя диспергированы в полимерной матрице, так что максимальная толщина по меньшей мере в одном измерении составляет 10 нм или менее, более предпочтительно 8 нм или менее.
Полимерные матрицы, в которых диспергирован нанонаполнитель, как описано выше, обычно обозначают как нанокомпозиты. Таким образом, этот термин обозначает многофазовый материал, где одна фаза, то есть нанонаполнитель, диспергирован в одной или более чем одной других фазах на уровне нанометров таким образом, что наблюдают структуры наноразмера (от 1 до 700 нм). Однако нанокомпозитный материал кажется гомогенным в микроскопическом масштабе. В свете данного определения полимерную композицию по изобретению можно также обозначить как нанокомпозит.
В настоящем изобретении в качестве нанонаполнителей можно использовать все сыпучие или слоистые материалы так долго, пока они обладают способностью диспергироваться в полимерной матрице с образованием нанокомпозита.
Например, нанонаполнитель может представлять собой неорганическое вещество, такое как слоистое вещество на основе глины, общепринятый субмикронный наполнитель, такой как тальк, карбонат кальция и слюда, с подходящими малыми размерами частиц, предпочтительно со средним размером частиц ниже 10 нм (обычно полученным путем измельчения), нановискер, такой как 81С, кремнезем и специальные соединения, такие как углеродные нанотрубочки.
Конечно, компонент нанонаполнителя (Ό) может также содержать смесь различных нанонаполнителей, такую как смесь нанонаполнителя на основе глины и талька.
Дисперсия вышеупомянутых слоистых материалов, используемых в качестве нанонаполнителей, в полимерной матрице, вызвана расслоением или расщеплением слоев этих материалов.
В предпочтительном воплощении нанонаполнитель (Ό) представляет собой слоистый неорганический, предпочтительно силикатный материал на основе глины или смесь материалов на основе глины. Такие полезные глинистые материалы включают натуральные, синтетические и модифицированные филосиликаты. Природные глины включают смектические глины, такие как монтмориллонит, гекторит, слюда, вермикулит, бентонит. Синтетические глины включают синтетическую слюду, синтетический
- 3 008099 сапонит, синтетический гекторит. Модифицированные глины включают фторированный монтмориллонит и фторированную слюду.
Обычно частицы слоистых неорганических веществ на основе глины имеют характеристическое отношение около 10 или более.
Слоистые силикаты можно сделать органофильными перед дисперсией в полимерной матрице путем химической модификации, например, с помощью катионообменной обработки, используя алкиламмонийные или фосфониевые катионные комплексы. Такие катионные комплексы проникают между слоями глины.
Предпочтительно используют глину смектического типа, которая содержит монтмориллониты, бейделлиты, нонтрониты, сапониты, а также гектониты. Наиболее предпочтительной глиной смектического типа является монтмориллонит.
Предпочтительно, чтобы количество всех компонентов (В), (С) и (Ό) вместе не превышало 75% мас./мас. в общей композиции. Более предпочтительно, чтобы всех компонентов (В), (С) и (Ό) вместе находилось в интервале от 10 до 75% мас./мас., более предпочтительно от 30 до 70% мас./мас. и наиболее предпочтительно от 35 до 50% мас./мас.
Предпочтительно, чтобы количество обоих компонентов (С) и (Ό) вместе не превышало 50% мас./мас., более предпочтительно 40% мас./мас. в общей композиции.
Предпочтительно, чтобы содержащее кремнийорганическую группу соединение (В) присутствовало в композиции в количестве от 0,5 до 40%, более предпочтительно от 0,5 до 10% и еще более предпочтительно от 1 до 5% мас./мас. общей композиции.
Более предпочтительно, чтобы неорганический наполнитель (С) присутствовал в композиции в количестве от 5 до 70% мас./мас., более предпочтительно от 15 до 60% мас./мас. и наиболее предпочтительно от 20 до 40% мас./мас.
Кроме того, предпочтительно, чтобы нанонаполнитель (Ό) присутствовал в количестве от 0,5 до 20% мас./мас., более предпочтительно от 1 до 10% мас./мас. и наиболее предпочтительно от 2 до 7% мас./мас. в общей композиции.
Предпочтительно, чтобы нанонаполнитель (Ό) присутствовал в количестве от 2 до 20% мас./мас., более предпочтительно от 5 до 17% мас./мас. и наиболее предпочтительно от 5 до 15% мас./мас. от суммы наполнителей (С) и (Ό).
Композиция может также содержать стеарат металла, предпочтительно стеарат магния. Более предпочтительно стеарат добавляют в композицию в небольшом количестве, предпочтительно 5% мас./мас. или менее, более предпочтительно 2% мас./мас. или менее.
В предпочтительном воплощении композиция содержит сополимер этиленбутилакрилат, полидиметилсилоксан, карбонат кальция и алкил-четвертичный аммоний монтмориллонит. Предпочтительно, чтобы в данной композиции сополимер этиленбутилакрилат находился в интервале от 50 до 60% мас./мас. в общей композиции, полидиметилсилоксан находился в интервале от 1 до 5% мас./мас. в общей композиции, карбонат кальция находился в интервале от 28 до 33% мас./мас. в общей композиции, алкил-четвертичный аммоний монтмориллонит находился в интервале от 3 до 5% мас./мас. в общей композиции.
Время до начала капания после воспламенения измеряют, как определено ниже в разделе примеров.
Скорость максимального и среднего выделения теплоты (НИК тах) (кВт/м2) измеряли, используя конусный калориметр (35 кВт/м2, пластины 3 мм), согласно Ι8Ο 5660-1У.
Модуль растяжения представляет собой отношение напряжения к деформации в пределах области упругих деформаций диаграммы напряжения перед пределом текучести. Модуль растяжения обычно измеряют при очень низких деформациях, где пропорциональность напряжения к деформации находится на максимуме. Форма диаграмм напряжения является показателем поведения материала. Твердый, хрупкий материал проявляет большой начальный наклон и разрушается при малой деформации. Мягкий и тягучий материал, с другой стороны, проявляет очень маленький начальный наклон, но напряжение закрепляется и выдерживает большие деформации перед разрушением. Модуль растяжения и сопротивление измеряли, как показано ниже в разделе примеров.
В дополнение к вышеупомянутым компонентам (А), (В), (С) и (Ό) композиция согласно настоящему изобретению может содержать дополнительные ингредиенты, такие как, например, антиоксиданты и/или УФ стабилизаторы, в небольших количествах. Кроме того, также другие минеральные наполнители, такие как стекловолокно, могут составлять часть композиции.
Композиции по настоящему изобретению могут быть поперечно сшиваемыми. Хорошо известна поперечная сшивка термопластичных полимерных композиций с использованием агентов поперечной сшивки, таких как органические пероксиды, и, таким образом, композиции согласно настоящему изобретению могут содержать агент поперечной сшивки в общепринятом количестве. Поперечно сшиваемые полимеры силана могут содержать катализатор конденсации силанола.
Огнестойкая полимерная композиция с уменьшенным капанием может быть получена следующим образом:
- 4 008099
а) приготовлением основной смеси, содержащей нанонаполнитель, добавки и полимер, с последующим компаундированием с полимерной матрицей или
б) одной стадией компаундирования нанонаполнителя, добавок и полимерной матрицы.
Нанонаполнитель предпочтительно предварительно смешивают с полимером перед компаундированием. Для смешивания можно использовать общепринятый аппарат для компаундирования или смешивания, например, смеситель ВапЬигу, 2-роликовую резиновую мельницу, замесочную машину Визе или экструдер с двойным шнеком. Предпочтительно композицию следует изготавливать путем смешивания их вместе при температуре, которая является достаточно высокой для размягчения и пластификации полимера, обычно при температуре в интервале от 120 до 200°С.
Огнестойкую композицию с уменьшенным капанием согласно настоящему изобретению можно использовать во множестве различных применений и продуктов. Композицию можно, например, прессовать, экструдировать или каким-либо иным способом формовать в формы, листы, пленки и волокна.
Как уже упомянуто выше, особенно предпочтительным применением огнестойкой композиции по настоящему изобретению является применение для производства проводов или кабелей. Композицию можно экструдировать вокруг провода или кабеля с образованием изолирующего слоя или оболочки, либо можно использовать в качестве уплотняющего соединения.
Ниже настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано примерами.
Примеры.
1. Компаундирование композиций.
Огнестойкие полимерные композиции по изобретению и для сравнительной цели получали путем компаундирования вместе компонентов в замесочной машине Визе при температуре 150°С. Скорость шнека составляла 85 об./мин.
2. Полученные композиции и использованные материалы.
Для получения сравнительных композиций и композиций в соответствии с изобретением были использованы следующие материалы:
ЕВА 17 = сополимер этиленбутилакрилат, содержащий 17% мас./мас. бутилакрилата и имеющий скорость плавления при 190°С, 2,16 кг (МЕК2) 1,2 г/10 мин,
Силикон (чистый) = полидиметилсиликоновый эластомер,
Силикон (о.с.) = основная смесь, состоящая из 40% полисилоксана (чистого) и 60% полиэтилена низкой плотности,
Карбонат кальция = покрытый стеариновой кислотой (1%) карбонат кальция, имеющий средний размер частиц 1,5 мкм,
Нанонаполнитель = алкил-четвертичный аммоний монтмориллонит, С1о181Те 6А от 8ои1йегп С1ау Рго6ие18.
Композиции компаундировали, как указано выше, с количествами, данными в % мас./мас. компонентов, как указано в табл. 1.
3. Способы испытания.
Скорость плавления композиции измеряли в соответствии с Ι8Θ 1133 при 190°С и массе 2,16 кг. Прочность при растяжении и модуль растяжения измеряли в соответствии с Ι8Ο 527.
Данные конусного калориметра были получены на основании испытания в соответствии с Ι8Ο 5660-ΐν.
Время до начала капания композиций измеряли следующим образом.
Испытуемые полоски формуют прессованием в условиях 175°С/195 Бар, время обработки составляет 48 ч. Испытуемые образцы вырезают из формованного прессованием листа. Размеры испытуемых образцов составляют 130х13х3,2 мм. Испытывали пять параллельных образцов. Испытуемые образцы подвешивали вертикально и поджигали сверху в течение 10 с, после чего источник возгорания удаляли и замечали время, когда образец начинает капать.
4. Результаты.
Сравнение между свойствами композиций примеров 1 и 2 в соответствии с изобретением и композиций сравнительных примеров 1-4 показывает, что, с одной стороны, достигается улучшенная огнестойкость, что касается времени начала капания и НКР. (макс.), а, с другой стороны, сохраняются хорошие механические свойства.
- 5 008099
Таблица 1
Составы
Пример 1 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Сравнительный пример 3
ЕВА17 54 54 58 66
Силикон (т.Ь.) 12 12 12
Са-карбонат 30 34 30 30
Нанонаполнитель 4 4
Механические свойства
МЕК (190°С, 2,16 кг) 0,35 0,33 0,36 0,4
Модуль растяжения, МРа 205 ‘ 145 152 151
Прочность на растяжение при разрыве (50 мм/мин), МРа 6,8 6,6 10,6 7
Данные конусного калориметра
НКК макс., кВт/м2 302 342 380 344
НКР средняя, кВт/м2 215 257 245 300
СО (среднее) кг/кг 0,0175 0,02 0,02 0,02
Время капания
Время до начала капания после воспламенения, с 53 27 33 26,5

Claims (11)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Огнестойкая полимерная композиция, содержащая (A) гомополимер олефина и/или сополимер олефина, содержащий полярный сополимер олефина, (B) соединение, содержащее кремнийорганическую группу, (C) неорганический наполнитель и (Ό) нанонаполнитель.
  2. 2. Композиция по п.1, где соединение, содержащее кремнийорганическую группу, представляет собой кремнийсодержащую жидкость, и/или смолу, и/или сополимер олефина, содержащий сомономер, в составе которого присутствует кремнийорганическая группа.
  3. 3. Композиция по любому из пп.1-2, где неорганический наполнитель не является ни гидроксидом, ни гидратированным соединением.
  4. 4. Композиция по любому из пп.1-3, где неорганический наполнитель представляет собой карбонат, оксид и/или сульфат элемента группы 1-13 Периодической системы элементов.
  5. 5. Композиция по любому из пп.1-4, где нанонаполнитель представляет собой слоистый неорганический материал на основе глины.
  6. 6. Композиция по любому из пп.1-5, где количество обоих компонентов (С) и (Ό) вместе не превышает 50%, предпочтительно 40%, от общей массы композиции.
  7. 7. Композиция по любому из пп.1-6, где содержащее кремнийорганическую группу соединение присутствует в композиции в количестве от 0,5 до 40% от общей массы композиции.
  8. 8. Композиция по любому из пп.1-7, где неорганический наполнитель присутствует в композиции в количестве от 5 до 70% от общей массы композиции.
  9. 9. Композиция по любому из пп.1-8, где нанонаполнитель присутствует в количестве от 0,5 до 20% от общей массы композиции.
  10. 10. Применение композиции по любому из пп.1-9 в качестве материала покрытия провода или кабеля.
  11. 11. Провод или кабель, имеющий покрытие из материала, представляющего собой композицию по любому из пп.1-9.
EA200600464A 2003-08-27 2004-08-25 Огнестойкая полимерная композиция, содержащая нанонаполнители EA008099B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03019363A EP1512718A1 (en) 2003-08-27 2003-08-27 Flame retardant polymer composition comprising nanofillers
PCT/EP2004/009492 WO2005021641A1 (en) 2003-08-27 2004-08-25 Flame retardant polymer composition comprising nanofillers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600464A1 EA200600464A1 (ru) 2006-08-25
EA008099B1 true EA008099B1 (ru) 2007-02-27

Family

ID=34130080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600464A EA008099B1 (ru) 2003-08-27 2004-08-25 Огнестойкая полимерная композиция, содержащая нанонаполнители

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080194749A1 (ru)
EP (1) EP1512718A1 (ru)
CN (1) CN1842571A (ru)
EA (1) EA008099B1 (ru)
WO (1) WO2005021641A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7767746B2 (en) 2006-05-09 2010-08-03 Alliant Techsystems Inc. Basalt fiber and nanoclay compositions, articles incorporating the same, and methods of insulating a rocket motor with the same
TWI353342B (en) * 2007-04-24 2011-12-01 Ind Tech Res Inst Carbon nanocapsules-layered silicate hybrid and pr
EP2072572B1 (en) * 2007-12-21 2010-04-28 Borealis Technology OY Flame retardant polymer composition comprising aluminium hydroxide as filler and a nanofiller
EP2072573B1 (en) * 2007-12-21 2011-03-09 Borealis Technology OY Flame retardant polymer composition comprising coated aluminium hydroxide as filler
EP2130864B1 (en) * 2008-06-05 2012-03-28 Borealis AG Flame retardant polyolefin composition comprising a high amount of inorganic filler
EP2576694B1 (en) 2010-05-24 2015-01-21 Dow Global Technologies LLC HALOGEN-FREE, FLAME RETARDANT COMPOSITION COMPRISING CROSSLINKED SILANE-g-EVA
US8505432B2 (en) 2010-09-10 2013-08-13 Alliant Techsystems, Inc. Multilayer backing materials for composite armor
US20120065294A1 (en) 2010-09-10 2012-03-15 Alliant Techsystems Inc. Insulative compositions, article incorporating the same and methods of forming the same
JP5167428B1 (ja) * 2011-10-28 2013-03-21 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブル
CN102702597A (zh) * 2012-05-05 2012-10-03 安徽明星电缆有限公司 一种防燃烧滴落辐照交联聚乙烯电线电缆用绝缘料及其制备方法
CN103013020A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 上海新上化高分子材料有限公司 硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
JP5951473B2 (ja) * 2012-12-27 2016-07-13 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブル
CN105916930A (zh) * 2014-01-21 2016-08-31 株式会社藤仓 阻燃性树脂组合物和使用其的缆线
CN104017260A (zh) * 2014-05-19 2014-09-03 安徽省康利亚实业有限公司 一种聚烯烃绝缘轨道交通车辆用电缆料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0393959A2 (en) * 1989-04-21 1990-10-24 Borealis Holding A/S Flame retardant polymer composition
EP1188793A1 (en) * 2000-03-27 2002-03-20 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Flame-retardant polycarbonate resin composition and molded article
EP1191065A1 (en) * 2000-03-28 2002-03-27 Teijin Chemicals, Ltd. Reclaimed resin composition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0393959A2 (en) * 1989-04-21 1990-10-24 Borealis Holding A/S Flame retardant polymer composition
EP1188793A1 (en) * 2000-03-27 2002-03-20 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Flame-retardant polycarbonate resin composition and molded article
EP1191065A1 (en) * 2000-03-28 2002-03-27 Teijin Chemicals, Ltd. Reclaimed resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005021641A1 (en) 2005-03-10
US20080194749A1 (en) 2008-08-14
EP1512718A1 (en) 2005-03-09
CN1842571A (zh) 2006-10-04
EA200600464A1 (ru) 2006-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5216215B2 (ja) 優れた加工性を有する難燃性組成物
CA2691206C (en) Crosslinkable blends of polyolefin elastomers and silane copolymers for increased flexibility cable insulation
US5091453A (en) Flame retardant polymer composition
EA008099B1 (ru) Огнестойкая полимерная композиция, содержащая нанонаполнители
JP5149630B2 (ja) 難燃性ポリマー層を有する電力または通信ケーブル
CA2983922C (en) Hydroxyl-terminated pdms as cure control additive for the silane crosslinking of polyolefins
US8268911B2 (en) Bimodal filler systems for enhanced flame retardancy
PT92058A (pt) Processo para a preparacao de uma composicao de copolimeros de silano reticulavel com agua, contendo cargas e de artigos a base dessa composicao
JPH0249018A (ja) 硬化性組成物
JP2011518229A (ja) エチレン/エステルコポリマーナノフィラー組成物
EA020642B1 (ru) Огнестойкая полимерная композиция с улучшенными механическими свойствами
JPH09169918A (ja) 高い耐延焼性を有する組成物
KR101012908B1 (ko) 나노점토와 붕산아연계 보조 난연제를 적용한 비할로겐난연 수지 조성물
EP1258507A1 (en) Flame-retardant resin composition free from halogen
EP2072572B1 (en) Flame retardant polymer composition comprising aluminium hydroxide as filler and a nanofiller
JP4943153B2 (ja) 難燃性組成物
EA008923B1 (ru) Огнезащитная полимерная композиция, содержащая тонкодисперсные включения
RU2746225C1 (ru) Замедляющая горение и огнестойкая полиолефиновая композиция
CN1702107A (zh) 非卤型阻燃树脂组合物
CN102076783A (zh) 经硅树脂表面处理的氢氧化镁
EP1396865A1 (en) Flame retardant polymer composition
JPS61195139A (ja) ゴム組成物
JP2001310977A (ja) 難燃性ポリオレフィン樹脂組成物、その製造方法および難燃性ケーブル
WO1996025456A1 (en) Flame retardant polymer composition
JP2005170987A (ja) ノンハロゲン難燃性樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU