KR20120095473A

KR20120095473A - 할로겐-무함유 난연제 조성물

Info

Publication number: KR20120095473A
Application number: KR1020127018689A
Authority: KR
Inventors: 징 기븐 첸; 샤오웨이 윌슨 얀; 삔 리; 란 루; 웨이밍 웨인 마; 후아 로터스 후앙; 홍페이 데이비드 구오
Original assignee: 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2012-08-28
Also published as: BR122019017516B1; US20120244365A1; TW201124473A; JP5632013B2; CA2784279A1; CN102753623A; WO2011072458A1; CA2784279C; KR101703377B1; US8920929B2; BR112012015030B1; MX2012007108A; EP2513226B1; JP2013514390A; BR112012015030A2; EP2513226A4; EP2513226A1

Abstract

본 개시내용은 가요성의 할로겐-무함유 난연제 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 열가소성 폴리우레탄 (TPU) 약 25 중량％ 내지 약 95 중량％; 올레핀 블록 공중합체 (OBC) 약 5 중량％ 내지 약 50 중량％; 및 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함한다. 난연제는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (RDP), 비스 디페닐 포스페이트 (BDP), 비스페놀-A 비스(디페닐 포스페이트) (BPADP), 알루미늄 삼수화물 (ATH), 질소/인-기재 할로겐-무함유 난연제, 에폭시화 노볼락 수지 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 조성물은 TPU 및 OBC에 대한 상용화제를 필요로 하지 않는다. 조성물은 와이어 및 케이블 구조물에서 용도가 발견되었다.

Description

할로겐-무함유 난연제 조성물 {HALOGEN-FREE, FLAME RETARDANT COMPOSITIONS}

열가소성 폴리우레탄 (TPU)-기재 할로겐-무함유 난연제 조성물이 공지되어 있다. TPU는 다수의 용도에 적합한 기계적 특성, 낮은 열 변형률 및 가요성을 제공한다. 그러나, TPU는 몇가지 단점을 갖고 있다. TPU는 값이 비싸고, 또한 높은 물질 밀도를 갖는다. 또한, TPU-기재 할로겐-무함유 난연제는, 특히 사출 성형될 때 수축된다.

TPU와 통상적인 폴리올레핀의 복합체는 TPU의 이러한 단점을 극복하는데 실패하였다. TPU와 통상적인 폴리올레핀 사이의 상용성은, 성분들 사이의 극성의 차이로 인하여 불량하다. 통상적인 폴리올레핀의 TPU로의 첨가는 전형적으로 최종 복합체의 난연 성능을 감소시킨다. 또한, TPU/폴리올레핀 복합체는 TPU 단독과 비교하여, 열 변형률 특성의 극적 저하를 겪는다. 폴리올레핀 엘라스토머, 예컨대 에틸렌-기재 엘라스토머는 전형적으로 100℃ 미만의 용융 온도를 갖는다.

난연 성능과 절충되지 않으면서, TPU의 우수한 기계적 특성 및 열 변형률 성능을 유지하는 할로겐-무함유 TPU-기재 조성물에 대한 요구가 존재한다. 또한, 사출 성형될 때 수축되지 않는 TPU-기재 할로겐-무함유 난연제 조성물에 대한 요구가 존재한다.

본 개시내용은 우수한 가요성, 낮은 열 변형률 및 낮은 수축률을 갖는 할로겐-무함유 난연제 조성물에 관한 것이다.

개시내용은 조성물을 제공한다. 한 실시양태에서, 열가소성 폴리우레탄 (TPU) 약 25 중량％ 내지 약 95 중량％; 올레핀 블록 공중합체 (OBC) 약 5 중량％ 내지 약 50 중량％; 및 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함하는 조성물이 제공된다. 난연제는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (RDP), 비스 디페닐 포스페이트 (BDP), 비스페놀-A 비스(디페닐 포스페이트) (BPADP), 알루미늄 삼수화물 (ATH), 질소/인-기재 할로겐-무함유 난연제, 에폭시화 노볼락 수지 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

조성물은 TPU 및 OBC에 대한 상용화제를 필요로 하지 않는다. 한 실시양태에서, 조성물은 상용화제-무함유이다.

개시내용은 또 다른 조성물을 제공한다. 한 실시양태에서, 열가소성 폴리우레탄 수지 및 난연제 (TPU/FR) 화합물, 및 올레핀 블록 공중합체 수지 및 난연제 (OBC/FR) 화합물 약 1 중량％ 내지 약 40 중량％를 포함하는 조성물이 제공된다. 조성물은 또한 조성물의 총 중량을 기준으로 전체 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함한다.

본 개시내용은 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 열가소성 폴리우레탄 (TPU) 수지를 난연제 (FR)와 블렌딩하고, TPU/FR 화합물을 형성하는 단계를 포함하는 조성물의 제조 방법이 제공된다. 방법은 올레핀 블록 공중합체 (OBC) 수지를 난연제 (FR)와 블렌딩하고, OBC/FR 화합물을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 TPU/FR 화합물 및 OBC/FR 화합물을 블렌딩하는 단계를 포함한다. 방법은 조성물의 총 중량을 기준으로 OBC 수지 약 5 중량％ 내지 약 40 중량％ 및 전체 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함하는 난연제 조성물을 형성하는 단계를 포함한다.

본 개시내용은 코팅된 전도체를 제공한다. 한 실시양태에서, 금속 전도체 및 상기 금속 전도체 상의 코팅을 포함하는 코팅된 전도체가 제공된다. 코팅은 열가소성 폴리우레탄, 올레핀 블록 공중합체 및 난연제를 함유하는 조성물을 포함한다.

본 개시내용의 장점은 개선된 가요성의 할로겐-무함유 난연제 조성물이다.

본 개시내용의 장점은 난연 성능과 절충되지 않은, 우수한 가요성 및 낮은 열 변형률을 갖는 난연제 조성물의 제공이다.

본 개시내용의 장점은 TPU를 OBC와 블렌딩하기 위하여 상용화제를 필요로 하지 않는 난연제 TPU/OBC 블렌드의 제공이다.

본 개시내용의 장점은 낮은 열 변형률을 갖는 난연제 조성물의 제공이다.

본 개시내용의 장점은 수축을 전혀 또는 실질적으로 전혀 나타내지 않는 TPU/OBC/FR 조성물로 구성된 사출 성형품이다.

본 개시내용의 장점은 VW-1 시험을 통과하는 조성물로 코팅된 전도체이다.

도 1a 및 1b는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 조성물의 원자력 현미경 검사 (AFM) 화상이다.
도 2a 및 2b는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 조성물의 AFM 화상이다.
도 3 내지 6은 본 개시내용의 실시양태에 따른 조성물의 AFM 화상이다.

원소 주기율표에 대한 모든 언급은 CRC 프레스, 인크.(CRC Press, Inc.) (2003)에 의해 출판되고 그에게 저작권이 있는 원소 주기율표를 의미한다. 또한, 족(들)에 대한 임의의 언급은 족의 넘버링을 위하여 IUPAC 시스템을 사용한 이러한 원소 주기율표에 반영된 족(들)에 대한 것일 것이다. 달리 기술되거나, 문맥으로부터 암시되거나, 본 기술분야에 통상적인 것이 아니라면, 모든 부 및 퍼센트는 중량을 기준으로 하며, 모든 시험 방법은 본 개시내용의 출원일 현재 통용되는 것이다. 미국 특허 실무 목적 상, 임의의 언급된 특허, 특허 출원 또는 공보의 내용은, 특히 합성 기술, 생성물 및 공정 설계, 중합체, 촉매, 정의 (본 개시내용에 구체적으로 제공된 임의의 정의와 불일치하지 않는 정도로)의 개시 및 당업계의 일반적인 지식과 관련하여 전문이 참고로 포함된다 (또한, 그의 등가 U.S. 버전이 그렇게 참고로 포함됨).

본 개시내용의 수치 범위는 근사치이며, 따라서 달리 지시되지 않는다면 범위 밖의 값을 포함할 수 있다. 수치 범위는 한 단위 증분으로 하한 및 상한을 포함한, 그로부터의 모든 값을 포함하되, 단 임의의 하한과 임의의 상한 사이에 2 이상의 단위의 분리가 존재한다. 한 예로서, 조성, 물리적 특성 또는 다른 특성, 예컨대 분자량, 중량 백분율 등이 100 내지 1,000일 경우, 의도는 모든 개별 값, 예컨대 100, 101, 102 등 및 하위 범위, 예컨대 100 내지 144, 155 내지 170, 197 내지 200 등이 명백하게 열거된 것이라는 것이다. 1 미만인 값을 함유하거나, 1 초과의 분수 (예를 들어, 1.1, 1.5 등)를 함유하는 범위의 경우, 한 단위는 적절히 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1인 것으로 간주된다. 10 미만의 한 자릿수를 함유하는 범위 (예를 들어, 1 내지 5)의 경우, 한 단위는 통상적으로 0.1인 것으로 간주된다. 이들은 단지 구체적으로 의도된 것의 예일 뿐이며, 열거된 하한과 상한 사이의 가능한 모든 수치 값의 조합이 본 개시내용에 분명히 기술된 것으로 간주된다. 수치 범위는 특히 본 발명의 조성물의 다양한 성분의 양, 본 발명의 조성물의 난연제 성분 중 다양한 성분의 양 및 이러한 조성물 및 이러한 조성물로부터 제조된 와이어 및 케이블 외장을 규정하는 다양한 특징 및 특성에 대해 본 개시내용내에 제공된다.

"와이어"는 전도성 물질, 예를 들어 구리 또는 알루미늄의 단일 가닥 또는 광섬유의 단일 가닥이다.

"케이블"은 외장, 예를 들어 절연 피복재 또는 보호용 외부 재킷내의 1개 이상의 와이어 또는 광섬유이다. 전형적으로, 케이블은 전형적으로 공통의 절연 피복재 및/또는 보호용 재킷내에 함께 결합된 2개 이상의 와이어 또는 광섬유이다. 외장내의 개별 와이어 또는 섬유는 그 자체이거나, 피복되어 있거나, 절연되어 있을 수 있다. 조합 케이블은 전기 와이어와 광섬유 둘 다를 함유할 수 있다. 케이블 등은 저 전압, 중간 전압 및 고 전압 용도를 위하여 설계될 수 있다. 전형적인 케이블 설계는 USP 5,246,783, 6,496,629 및 6,714,707에 예시되어 있다.

"조성물"은 2종 이상의 성분의 혼합물 또는 블렌드이다.

"중합체 블렌드" (및 유사 용어)는 2종 이상의 중합체의 블렌드이다. 이러한 블렌드는 혼화성이거나 혼화성이 아닐 수 있다. 이러한 블렌드는 상 분리되거나 상 분리되지 않을 수 있다. 이러한 블렌드는 투과 전자 분광법, 광 산란, x-선 산란 및 당업계에 공지된 임의의 다른 방법으로부터 측정시 하나 이상의 도메인 배열을 함유하거나 함유하지 않을 수 있다.

용어 "중합체" (및 유사 용어)는 동일하거나 상이한 유형의 단량체를 반응 (즉, 중합)시켜 제조된 거대분자 화합물이다. "중합체"는 단독중합체 및 혼성중합체를 포함한다.

"혼성중합체"는 2종 이상의 상이한 단량체의 중합에 의해 제조된 중합체이다. 이러한 일반적인 용어는 보통 2가지 상이한 단량체로부터 제조된 중합체를 의미하기 위하여 사용되는 공중합체, 및 2가지 초과의 상이한 단량체로부터 제조된 중합체, 예를 들어 삼원공중합체, 사원공중합체 등을 포함한다.

"올레핀-기재 중합체" (및 유사 용어)는 중합체의 총 중량을 기준으로 다수의 중량％의 올레핀, 예를 들어 에틸렌 또는 프로필렌을 중합된 형태로 함유하는 중합체이다. 올레핀-기재 중합체의 비제한적인 예는 에틸렌-기재 중합체 및 프로필렌-기재 중합체를 포함한다.

"할로겐-무함유" (및 유사 용어)는 조성물이 할로겐 함량을 갖지 않거나 실질적으로 갖지 않으며, 즉 이온 크로마토그래피 (IC) 또는 유사한 분석 방법에 의해 측정시 2000 mg/kg 미만의 할로겐을 함유하는 것이다. 이 양 미만의 할로겐 함량은 와이어 또는 케이블 피복재로서 조성물의 효능에 중요하지 않은 것으로 생각된다.

"발포성 난연제" (및 유사 용어)는 화염 노출 동안 중합체 물질의 표면 상에 발포 차르를 형성하는 난연제이다.

본 개시내용은 조성물을 제공한다. 조성물은 열가소성 폴리우레탄 (TPU), 올레핀 블록 공중합체 (OBC) 및 난연제 (FR)를 포함한다. 난연제는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (RDP), 비스(디페닐 포스페이트) (BDP), 비스페놀-A 비스(디페닐 포스페이트) (BPADP), 알루미늄 삼수화물 (ATH), 질소/인-기재 할로겐-무함유 난연제, 에폭시화 노볼락 수지 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 조성물은 임의로 첨가제, 예컨대 항산화제, UV 안정화제, 착색제, 가공 조제, 충전제 등을 포함한다.

열가소성 폴리우레탄 (TPU)

"열가소성 폴리우레탄" (또는 "TPU")은 폴리이소시아네이트 (전형적으로 디-이소시아네이트), 1종 이상의 중합체 디올(들) 및 임의로 1종 이상의 이관능성 사슬 연장제(들)의 반응 생성물이다. 본원에 사용된 "열가소성"은 (1) 그의 원래 길이를 넘어 연신되고 이완될 때 실질적으로 그의 원래 길이로 수축되는 능력을 갖고, (2) 열에 노출될 때 연화되고, 실온으로 냉각될 때 실질적으로 그의 원래 상태로 회복되는 중합체이다.

TPU는 예비중합체, 준-예비중합체 또는 원-샷(one-shot) 방법에 의해 제조될 수 있다. 이소시아네이트는 TPU에서 경질 세그먼트를 형성하며, 방향족, 지방족 또는 시클로지방족 이소시아네이트 및 이러한 화합물의 2종 이상의 조합물일 수 있다. 디-이소시아네이트 (OCN-R-NCO)로부터 유도된 구조 단위의 한 비제한적인 예는 하기 화학식 I로 나타내어진다.

<화학식 I>

상기 식에서, R은 알킬렌, 시클로알킬렌 또는 아릴렌 기이다. 이러한 디-이소시아네이트의 대표적인 예를 USP 4,385,133, 4,522,975 및 5,167,899에서 찾을 수 있다. 적합한 디-이소시아네이트의 비제한적인 예는 4,4'-디-이소시아네이토디페닐-메탄, p-페닐렌 디-이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이토메틸)-시클로헥산, 1,4-디-이소시아네이토-시클로헥산, 헥사메틸렌 디-이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디-이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐 디-이소시아네이트, 4,4'-디-이소시아네이토-디시클로헥실메탄, 2,4-톨루엔 디-이소시아네이트 및 4,4'-디-이소시아네이토-디페닐메탄을 포함한다.

중합체 디올은 생성된 TPU에서 연질 세그먼트를 형성한다. 중합체 디올은, 예를 들어 200 내지 10,000 g/몰 범위의 분자량 (수 평균)을 가질 수 있다. 1종 초과의 중합체 디올이 사용될 수 있다. 적합한 중합체 디올의 비제한적인 예는 폴리에테르 디올 ("폴리에테르 TPU"를 생성함); 폴리에스테르 디올 ("폴리에스테르 TPU"를 생성함); 히드록시-종결 폴리카르보네이트 ("폴리카르보네이트 TPU"를 생성함); 히드록시-종결 폴리부타디엔; 히드록시-종결 폴리부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체; 디알킬 실록산 및 알킬렌 옥시드, 예컨대 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드의 히드록시-종결 공중합체; 천연 오일 디올 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 상기 중합체 디올 중 하나 이상을 아민-종결 폴리에테르 및/또는 아미노-종결 폴리부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체와 혼합할 수 있다.

이관능성 사슬 연장제는 사슬에 포괄적으로 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 지방족 직쇄 및 분지쇄 디올일 수 있다. 이러한 디올의 예는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜 등; 1,4-시클로헥산디메탄올; 히드로퀴논비스-(히드록시에틸)에테르; 시클로헥실렌디올 (1,4-, 1,3- 및 1,2-이성질체), 이소프로필리덴비스(시클로헥사놀); 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에탄올아민, N-메틸-디에탄올아민 등; 및 임의의 상기한 것의 혼합물이다. 상기 인지된 바와 같이, 일부 경우에 이관능성 연장제의 소수의 부분 (약 20 당량％ 미만)이, 생성된 TPU의 열가소성을 손상시키지 않고 삼관능성 연장제로 대체될 수 있고; 이러한 연장제의 예로는 글리세롤, 트리메틸올프로판 등이 있다.

사슬 연장제는, 특정 반응물 성분의 선택, 경질 및 연질 세그먼트의 목적하는 양 및 우수한 기계적 특성을 제공하기에 충분한 지수, 예컨대 모듈러스 및 인열 강도에 의해 결정된 양으로 폴리우레탄에 도입된다. 폴리우레탄 조성물은, 예를 들어 2 내지 25 중량％, 바람직하게는 3 내지 20 중량％, 보다 바람직하게는 4 내지 18 중량％의 사슬 연장제 성분을 함유할 수 있다.

임의로, 소량의 모노히드록실 관능성 또는 모노아미노 관능성 화합물 (종종 "사슬 정지제"로 칭해짐)을 사용하여 분자량을 제어할 수 있다. 이러한 사슬 정지제의 예는 프로판올, 부탄올, 펜탄올 및 헥산올이다. 사용될 경우, 사슬 정지제는 전형적으로 폴리우레탄 조성물을 생성하는 전체 반응 혼합물의 0.1 내지 2 중량％의 소량으로 존재한다.

상기 연장제에 대한 중합체 디올의 당량 비율은 TPU 생성물에 대한 목적하는 경도에 따라 상당히 달라질 수 있다. 일반적으로, 당량 비율은 약 1:1 내지 약 1:20, 바람직하게는 약 1:2 내지 약 1:10의 각각의 범위내에 속한다. 동시에, 이소시아네이트 당량 대 활성 수소 함유 물질의 당량의 전체적인 비율은 0.90:1 내지 1.10:1, 바람직하게는 0.95:1 내지 1.05:1 범위내에 속한다.

한 실시양태에서, TPU는 ASTM D2240에 의해 측정시 70 내지 95의 쇼어 A 경도를 갖는 폴리에테르-기재 폴리우레탄이다.

적합한 TPU의 비제한적인 예는 루브리졸 코포레이션(Lubrizol Corporation)으로부터 입수가능한 펠레탄(PELLETHANE)™ 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머; 모두 노베온(Noveon)으로부터 입수가능한 에스탄(ESTANE)™ 열가소성 폴리우레탄, 테코플렉스(TECOFLEX)™ 열가소성 폴리우레탄, 카르보탄(CARBOTHANE)™ 열가소성 폴리우레탄, 테코필릭(TECOPHILIC)™ 열가소성 폴리우레탄, 테코플라스트(TECOPLAST)™ 열가소성 폴리우레탄 및 테코탄(TECOTHANE)™ 열가소성 폴리우레탄; 바스프(BASF)로부터 입수가능한 엘라스톨란(ELASTOLLAN)™ 열가소성 폴리우레탄 및 다른 열가소성 폴리우레탄; 및 바이엘(BAYER), 헌츠만(Huntsman), 루브리졸 코포레이션 및 메르퀸사(Merquinsa)로부터 입수가능한 상업적인 열가소성 폴리우레탄을 포함한다.

한 실시양태에서, 조성물은 TPU 25 중량％ 내지 95 중량％, 또는 30 중량％ 내지 50 중량％를 함유한다. 중량 퍼센트는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

한 실시양태에서, TPU는 폴리에테르-기재 TPU이다. 다른 실시양태에서, 조성물은 단일 TPU 또는 달리 유일한 TPU를 함유한다. 유일한 TPU는 폴리에테르-기재 TPU이다.

올레핀 블록 공중합체 (OBC)

본 발명의 조성물은 또한 올레핀 블록 공중합체를 포함한다. "올레핀 블록 공중합체", (또는 "OBC"), 올레핀 블록 혼성중합체", "멀티-블록 혼성중합체", "세그먼트화 혼성중합체"는 바람직하게는 선형 방식으로 연결된 2개 이상의 화학적으로 구별되는 영역 또는 세그먼트 ("블록"이라고 함)를 포함하는 중합체, 즉 펜던트 또는 그라프트 방식보다는 중합된 올레핀, 바람직하게는 에틸렌 관능기에 대해 말단-대-말단이 연결된 화학적으로 구별되는 단위를 포함하는 중합체이다. 한 실시양태에서, 블록은 혼입된 공단량체의 유형 또는 양, 밀도, 결정화도의 양, 이러한 조성의 중합체에 기인하는 결정 크기, 택티서티의 정도 또는 유형 (이소택틱 또는 신디오택틱), 레지오-규칙성 또는 레지오-불규칙성, 분지화 (장쇄 분지화 또는 초-분지화 포함)의 양, 균질성 또는 임의의 다른 화학적 또는 물리적 특성이 상이하다. 순차적 단량체 첨가, 유동성 촉매 또는 음이온 중합 기술에 의해 제조되는 혼성중합체를 비롯한 선행 기술의 블록 혼성중합체와 비교하여, 본 개시내용의 실시에 사용되는 멀티-블록 혼성중합체는, 한 실시양태에서 그의 제조에 사용되는 다수의 촉매와 조합된 이동제(들)의 효과로 인한 두 중합체의 다분산도 (PDI 또는 Mw/Mn 또는 MWD)의 독특한 분포, 블록 길이 분포 및/또는 블록 수 분포를 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 연속식 공정에서 제조 시, 중합체는 바람직하게는 1.7 내지 3.5, 바람직하게는 1.8 내지 3, 보다 바람직하게는 1.8 내지 2.5, 가장 바람직하게는 1.8 내지 2.2의 PDI를 갖는다. 배치식 또는 반-배치식 공정에서 제조 시, 중합체는 바람직하게는 1.0 내지 3.5, 바람직하게는 1.3 내지 3, 보다 바람직하게는 1.4 내지 2.5, 가장 바람직하게는 1.4 내지 2의 PDI를 갖는다.

용어 "에틸렌 멀티-블록 혼성중합체"는 에틸렌 및 1종 이상의 혼성중합성 공단량체를 포함하는 멀티-블록 혼성중합체이며, 여기서 에틸렌은 중합체에서 1개 이상의 블록 또는 세그먼트의 복수의 중합된 단량체 단위를 구성하며, 바람직하게는 블록의 90 몰％ 이상, 보다 바람직하게는 95 몰％ 이상, 가장 바람직하게는 98 몰％ 이상을 구성한다. 중합체의 총 중량을 기준으로, 본 개시내용의 실시에 사용되는 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 바람직하게는 25 내지 97％, 보다 바람직하게는 40 내지 96％, 보다 더 바람직하게는 55 내지 95％, 가장 바람직하게는 65 내지 85％의 에틸렌 함량을 갖는다.

2종 이상의 단량체로부터 형성된 각각의 구별가능한 세그먼트 또는 블록이 단일 중합체 사슬에 연결되어 있기 때문에, 중합체는 표준 선택성 추출 기술을 사용하여 완전히 분별될 수 없다. 예를 들어, 비교적 결정질인 영역 (고 밀도 세그먼트) 및 비교적 무정형인 영역 (저 밀도 세그먼트)을 함유하는 중합체는 상이한 용매를 사용하여 선택적으로 추출 또는 분별될 수 없다. 한 실시양태에서, 디알킬 에테르 또는 알칸-용매를 사용하여 추출가능한 중합체의 양은 중합체의 총 중량의 10％ 미만, 바람직하게는 7％ 미만, 보다 바람직하게는 5％ 미만, 가장 바람직하게는 2％ 미만이다.

또한, 본원에 개시된 멀티-블록 혼성중합체는 바람직하게는 푸아송(Poisson) 분포보다는 슈츠-플로리(Schutz-Flory) 분포에 맞는 PDI를 갖는다. WO 2005/090427 및 USSN 11/376,835에 기재된 중합 방법의 사용은 다분산 블록 분포, 뿐만 아니라, 블록 크기의 다분산 분포 모두를 갖는 중합체를 생성한다. 이것은 개선된 및 구별가능한 물리적 특성을 갖는 중합체 생성물을 형성한다. 다분산 블록 분포의 이론적 이점은 문헌 [Potemkin, Physical Review E (1998) 57 (6), pp. 6902-6912] 및 문헌 [Dobrynin, J. Chem.Phvs. (1997) 107 (21), pp 9234-9238]에서 이미 모델화 및 논의되었다.

다른 실시양태에서, 본 개시내용의 중합체, 특히 연속식 용액 중합 반응기에서 제조된 것은 가장 그럴듯한 블록 길이 불포를 갖는다. 본 개시내용의 한 실시양태에서, 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 다음을 갖는 것으로 정의된다:

(A) 약 1.7 내지 약 3.5의 Mw/Mn, 하나 이상의 융점 Tm (℃) 및 밀도 d (g/㎤) (여기서, Tm 및 d의 수치는 하기 관계에 해당함:

Tm > -2002.9 + 4538.5(d) - 2422.2(d)²); 또는

(B) 약 1.7 내지 약 3.5의 Mw/Mn, 융해열 ΔH (J/g) 및 최고 DSC 피크와 최고 CRYSTAF 피크 사이의 온도차로서 정의되는 델타량 ΔT (℃) (여기서, ΔT와 ΔH의 수치는 하기 관계를 갖고:

ΔT > -0.1299 (ΔH) + 62.81 (ΔH가 0 초과 내지 130 J/g 이하인 경우)

ΔT ≥ 48℃ (ΔH가 130 J/g 초과인 경우)

여기서, 상기 CRYSTAF 피크는 누적 중합체의 5％ 이상을 이용하여 결정되고, 중합체의 5％ 미만이 확인가능한 CRYSTAF 피크를 가질 경우, CRYSTAF 온도는 30℃임); 또는

(C) 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체의 압축 성형 필름을 사용하여 300％의 변형률 및 1 사이클에서 측정된 탄성 회복률 Re (％), 및 밀도 d (g/㎤) (여기서, 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체가 가교된 상을 실질적으로 포함하지 않는 경우 Re 및 d의 수치는 하기 관계를 충족시킴:

Re > 1481 - 1629(d)); 또는

(D) TREF를 사용하여 분별 시 40℃ 내지 130℃에서 용리되는 분자량 분획 (상기 분획은 동일한 온도 사이에서 용리되는 비교용 랜덤 에틸렌 혼성중합체 분획의 공단량체 몰 함량 보다 5％ 이상 더 높은 공단량체 몰 함량을 가짐을 특징으로 하며, 여기서 상기 비교용 랜덤 에틸렌 혼성중합체는 동일한 공단량체(들)를 갖고, (전체 중합체를 기준으로) 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체의 것의 10％ 이내의 용융 지수, 밀도 및 공단량체 몰 함량을 가짐); 또는

(E) 25℃에서의 저장 모듈러스 G'(25℃) 및 100℃에서의 저장 모듈러스 G'(100℃) (여기서, G'(25℃) 대 G'(100℃)의 비는 약 1:1 내지 약 9:1의 범위임).

또한, 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체는 다음을 가질 수 있다:

(F) TREF를 사용하여 분별될 경우 40℃ 내지 130℃에서 용리되는 분자 분획 (상기 분획은 0.5 이상 약 1 이하의 블록 지수 및 약 1.3 초과의 분자량 분포 Mw/Mn을 갖는 것을 특징으로 함); 또는

(G) 0 초과 내지 약 1.0 이하의 평균 블록 지수, 및 약 1.3 초과의 분자량 분포 Mw/Mn.

본 개시내용의 실시에 사용되는 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체의 제조에 사용하기에 적합한 단량체는 에틸렌, 및 에틸렌 이외에 1종 이상의 첨가 중합성 단량체를 포함한다. 적합한 공단량체의 예는 3 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 20개의 탄소 원자의 직쇄 또는 분지쇄 α-올레핀, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센 및 1-에이코센; 3 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 20개의 탄소 원자의 시클로-올레핀, 예컨대 시클로펜텐, 시클로헵텐, 노르보르넨, 5-메틸-2-노르보르넨, 테트라시클로도데센 및 2-메틸-1,4,5,8-디메타노-1,2,3,4,4a,5,8,8a-옥타히드로나프탈렌; 디- 및 폴리올레핀, 예컨대 부타디엔, 이소프렌, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,4-펜타디엔, 1,5-헥사디엔, 1,4-헥사디엔, 1,3-헥사디엔, 1,3-옥타디엔, 1,4-옥타디엔, 1,5-옥타디엔, 1,6-옥타디엔, 1,7-옥타디엔, 에틸리덴노르보르넨, 비닐노르보르넨, 디시클로펜타디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔, 4-에틸리덴-8-메틸-1,7-노나디엔 및 5,9-디메틸-1,4,8-데카트리엔; 및 3-페닐프로펜, 4-페닐프로펜, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌 및 3,3,3-트리플루오로-1-프로펜을 포함한다.

본 개시내용의 실시에 사용될 수 있는 다른 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 에틸렌, C_3-20 α-올레핀, 특히 프로필렌 및 임의로 1종 이상의 디엔 단량체의 엘라스토머 혼성중합체이다. 본 개시내용의 이러한 실시양태에 사용하기 위한 α-올레핀은 화학식 CH₂=CHR^* (식 중, R^*은 1 내지 12개의 탄소 원자의 선형 또는 분지형 알킬 기임)로 표시된다. 적합한 α-올레핀의 예는 비제한적으로 프로필렌, 이소부틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐을 포함한다. 한 특정한 α-올레핀은 프로필렌이다. 프로필렌 기재의 중합체는 일반적으로 당업계에서 EP 또는 EPDM 중합체로서 지칭된다. 이러한 중합체, 특히 멀티 블록 EPDM형 중합체 제조시 사용하기에 적합한 디엔은 4 내지 20개의 탄소 원자를 함유하는 공액 또는 비공액, 직쇄 또는 분지쇄, 시클릭 또는 폴리시클릭 디엔을 포함한다. 디엔은 1,4-펜타디엔, 1,4-헥사디엔, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔 및 5-부틸리덴-2-노르보르넨을 포함한다. 한 특정한 디엔은 5-에틸리덴-2-노르보르넨이다.

디엔 함유 중합체는 보다 많은 또는 적은 양의 디엔 (존재하지 않는 경우 포함) 및 α-올레핀 (존재하지 않는 경우 포함)을 함유하는 교호 세그먼트 또는 블록을 함유하기 때문에, 후속적인 중합체 특성의 손실 없이 디엔 및 α-올레핀의 총량이 감소될 수 있다. 즉, 디엔과 α-올레핀 단량체가 중합체 전체에 걸쳐 균일하게 또는 랜덤하게 보다는 중합체의 하나의 유형의 블록에 우선적으로 혼입되기 때문에, 이들은 보다 효율적으로 사용되고 이어서 중합체의 가교 밀도는 보다 잘 제어될 수 있다. 이러한 가교성 엘라스토머 및 경화 생성물은 보다 높은 인장 강도 및 보다 우수한 탄성 회복률을 비롯한 유리한 특성을 갖는다.

본 개시내용의 실시에 유용한 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 0.90 g/cc 미만, 바람직하게는 0.89 g/cc 미만, 보다 바람직하게는 0.885 g/cc 미만, 보다 더 바람직하게는 0.88 g/cc 미만, 보다 더 바람직하게는 0.875 g/cc 미만의 밀도를 갖는다. 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 전형적으로 0.85 g/cc 초과, 보다 바람직하게는 0.86 g/cc 초과의 밀도를 갖는다. 밀도는 ASTM D-792의 절차에 의해 측정된다. 저 밀도 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 일반적으로 무정형이고, 가요성이며, 우수한 광학적 특성, 예를 들어 가시광선 및 UV-광의 높은 투과도 및 낮은 탁도를 가짐을 특징으로 한다.

본 개시내용의 실시에 유용한 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 전형적으로 ASTM D1238 (190℃/2.16 kg)에 의해 측정시 1 내지 10 그램/10분 (g/10분)의 용융 유량 (MFR)을 갖는다.

본 개시내용의 실시에 유용한 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 ASTM D-882-02의 절차에 의해 측정시 약 150 미만, 바람직하게는 약 140 MPa 미만, 보다 바람직하게는 약 120 MPa 미만, 보다 더 바람직하게는 약 100 MPa 미만의 2％ 시컨트 모듈러스를 갖는다. 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 전형적으로 0 초과의 2％ 시컨트 모듈러스를 갖지만, 더 낮은 모듈러스가 본 개시내용에 사용하기에 적합한 더 우수한 혼성중합체이다. 시컨트 모듈러스는 관심 지점에서 곡선과 교차하는 본래의 응력-변형률 다이어그램의 기울기이며, 다이어그램의 비탄성 영역에서 물질의 강성을 설명하기 위하여 사용된다. 저 모듈러스 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 응력 하에 안정성을 제공하며, 예를 들어 응력 또는 수축시 균열되는 경향이 덜하기 때문에, 본 개시내용에 사용하기에 특히 적합하다.

본 개시내용의 실시에 유용한 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 전형적으로 약 125 미만의 융점을 갖는다. 융점은 WO 2005/090427 (US2006/0199930)에 기술된 시차 주사 열량측정법 (DSC)에 의해 측정된다. 낮은 융점을 갖는 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체는 종종, 본 개시내용의 와이어 및 케이블 외장의 제조에 유용한 바람직한 가요성 및 열가소성 특성을 나타낸다.

본 개시내용의 실시에 사용되는 에틸렌 멀티-블록 혼성중합체 및 그의 제조 및 용도는 USP 7,579,408, 7,355,089, 7,524,911, 7,514,517, 7,582,716 및 7,504,347에 보다 상세하게 기재되어 있다.

한 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 OBC 약 5 중량％ 내지 약 50 중량％, 또는 약 10 중량％ 내지 약 40 중량％를 함유한다.

한 실시양태에서, OBC는 비-관능화된 OBC이다. "비-관능화된 OBC"는 관능기를 갖지 않거나, 이것이 결여되어 있거나, 달리 포함하지 않는 올레핀 블록 공중합체이다. OBC에 존재하지 않는 관능기의 비제한적인 예는 할로겐, 카르보닐, 히드록실, 알데히드, 카르복실레이트, 에스테르, 에테르, 퍼옥시드, 아민, 아미드 및/또는 아지드를 포함한다.

한 실시양태에서, OBC 성분은 유일한 OBC 또는 달리 단일 OBC이다.

난연제

TPU 및 OBC 이외에, 본 발명의 조성물은 난연제 (FR)를 포함한다. FR은 하기에 상세하게 논의되는 바와 같이 TPU 및/또는 OBC와 블렌딩된다. 본 발명의 TPU/OBC/FR 조성물은, OBC가 유사한 양의 TPU로 대체된 유사한 조성물에 비해 낮은 밀도를 갖는다. 보다 낮은 밀도의 조성물은 전형적으로 비용이 더 저렴한 조성물이다.

난연제는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (RDP), 비스(디페닐 포스페이트) (BDP), 비스페놀-A 비스(디페닐 포스페이트) (BPADP), 알루미늄 삼수화물 (ATH), 질소/인-기재 할로겐-무함유 난연제, 에폭시화 노볼락 수지 및 상기의 임의의 조합으로부터 선택된다.

BPADP 및 RDP는 각각 아데카 팔마롤(Adeka Palmarole) 및 수프레스타(Supresta)로부터 상업적으로 입수가능하다.

적합한 질소/인-기재 할로겐-무함유 난연제의 비제한적인 예는 상표명 ADK STAB FP-2100J 하에 아데카 팔마롤로부터 입수가능한 FP-2100J (피페라진 피로포스페이트)이다.

본원에서 사용된 "에폭시화 노볼락 수지"는 유기 용매 중 에피클로로히드린과 페놀 노볼락 중합체의 반응 생성물이다.

한 실시양태에서, 에폭시화 노볼락 수지는 하기 구조 II를 갖는다:

<화학식 II>

상기 식에서, n은 1 내지 약 1000의 정수이다.

한 실시양태에서, 조성물은 에폭시화 노볼락 수지를 약 0.01 중량％ 또는 약 0.1 중량％ 또는 약 0.5 중량％의 하한 및 약 20 중량％ 또는 약 10 중량％ 또는 약 8 중량％의 에폭시화 노볼락 수지의 상한의 양으로 함유한다. 에폭시화 노볼락 수지는 미국 미시간주 미들랜드 소재 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)로부터 입수가능하다.

한 실시양태에서, 조성물에 존재하는 전체 난연제는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％, 또는 약 40 중량％ 내지 약 60 중량％이다. 용어 "전체 난연제"는 조성물에 존재하는 모든 난연제(들)의 중량％의 합이다.

한 실시양태에서, 난연제는 발포성 난연제이다.

본 개시내용의 난연제는 TPU 및 OBC와 조합하여 난연성, 낮은 수축률, 낮은 열 변형률 및 목적하는 인장 특성의 상승작용적 균형을 나타내는 조성물을 생성한다. 이러한 특성 중에는 5.8 메가파스칼 (MPa) 초과 (또는 6 MPa 초과 또는 7 MPa 초과)의 인장 응력; 90％ 초과 또는 100％ 초과 또는 150％ 초과 또는 200％ 초과의 인장 신율 (ASTM D638); 150℃에서 50％ 미만 (또는 40％ 미만 또는 30％ 미만)의 열 변형률 (UL1581-2001); VW-1 시험 (UL1581)을 통과하기에 충분한 난연성 및 우수한 가요성 및 연성 (ASTM D2240에 의해 측정시 92 미만의 쇼어 A 경도)이 있다.

TPU는, OBC 및 난연제가 분산되어 있는 연속 상이다. 또한, 난연제는 OBC에 분산된다. 본 출원인은 놀랍게도, TPU 및 OBC에 대한 상용화제를 필요로 하지 않는 할로겐-무함유 난연제 TPU/OBC 복합체를 발견하였다. "상용화제"는 TPU와 OBC 사이의 혼화성을 촉진시키기 위하여 첨가되는 조성물이다. TPU와 통상적인 폴리올레핀 사이의 상용성은, TPU와 통상적인 폴리올레핀 사이의 극성 차이로 인하여 전형적으로 불량하므로, 블렌딩을 촉진시키기 위한 상용화제를 필요로 한다. OBC 성분은 뜻밖에 TPU와 상용성이므로, 상용화제에 대한 필요성을 제거한다. 즉, 본 발명의 조성물은 상용화제를 갖지 않거나, 이것이 결여되어 있거나, 달리 포함하지 않는다. 상용화제 (즉, 본 발명의 조성물에 존재하지 않는 조성물)의 비제한적인 예는 말레산 무수물, 스티렌 블록 공중합체, 아크릴레이트 및 아세테이트를 포함한다. 상용화제-무함유 TPU/OBC 복합체는, 비용을 감소시키고, 가공 시간을 감소시키고, 가공 장비를 감소시키기 때문에 유리하다.

본 발명의 TPU/OBC/FR 조성물은, 1종 이상의 첨가제, 예컨대 비제한적으로 항산화제 (예를 들어, 힌더드 페놀, 예컨대 이르가녹스(IRGANOX)™ 1010, 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)의 등록상표), 포스파이트 (예를 들어, 이르가포스(IRGAFOS)™ 168, 시바 스페셜티 케미칼즈의 등록상표), UV 안정화제, 광 안정화제 (예컨대, 힌더드 아민), 가소제 (예컨대, 디옥틸프탈레이트 또는 에폭시화 대두유), 열 (용융 가공) 안정화제, 이형제, 왁스 (예컨대, 폴리에틸렌 왁스), 가공 조제 (예컨대, 오일, 유기 산, 예컨대 스테아르산, 유기 산의 금속 염) 및 착색제 또는 안료를 이들이 본 개시내용의 조성물로부터 제조된 용품의 목적하는 물리적 또는 기계적 특성을 손상시키지 않는 정도로 함유할 수 있다. 한 실시양태에서, 첨가제의 총량은 모두 존재할 경우, 최종 조성물의 총 중량을 기준으로 0 초과, 예를 들어 0.01 내지 2 중량％, 보다 전형적으로는 0.1 내지 1 중량％이다.

한 실시양태에서, 조성물은 단일 TPU, 단일 OBC, 1종 이상의 난연제 및 임의의 첨가제를 포함한다.

한 실시양태에서, 조성물은 우수한 치수 안정성을 나타낸다. 본 발명의 조성물은 가공 동안 수축을 낮은 양으로, 또는 전혀, 또는 실질적으로 전혀 나타내지 않는다. 본 발명의 조성물은 비교용 난연제 조성물 (여기서, 비교용 난연제 조성물에 대한 열가소성 성분은 단지 TPU로만 구성됨)에 대한 수축률보다 낮은 수축률을 갖는다. 한 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 0 내지 0.3 미만, 또는 0 내지 0.2 미만의 수축률을 갖는다.

한 실시양태에서, 조성물은 할로겐을 갖지 않거나, 이것이 결여되어 있거나, 달리 할로겐-무함유이다.

한 실시양태에서, 조성물은 가교된 조성물을 갖지 않거나, 이것이 결여되어 있거나, 달리 가교-무함유이다.

본 발명의 조성물은 본원에 개시된 둘 이상의 실시양태를 포함할 수 있다.

본 개시내용은 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, TPU 수지를 제1 난연제 (FR)와 블렌딩하고, TPU/FR 화합물을 형성하는 단계를 포함하는 조성물의 제조 방법이 제공된다. 방법은 OBC 수지를 제2 난연제 (FR)와 블렌딩하고, OBC/FR 화합물을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 TPU/FR 화합물을 OBC/FR 화합물과 블렌딩하고, TPU 약 25 중량％ 내지 95 중량％, OBC 약 5 중량％ 내지 약 40 중량％ 및 전체 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함하는 난연제 복합체 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 제1 난연제 및 제2 난연제는 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 난연제 및/또는 제2 난연제는 1종, 2종 또는 그 이상의 개별 난연제를 포함할 수 있다.

TPU/FR 화합물은 TPU/FR 화합물의 총 중량을 기준으로 TPU 수지 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％ 및 전체 FR 약 70 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함한다.

OBC/FR 화합물은 OBC/FR 화합물의 총 중량을 기준으로 OBC 수지 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％ 및 전체 FR 약 70 중량％ 내지 30 중량％를 포함한다.

한 실시양태에서, 방법은 OBC/FR 화합물 약 10 중량％ 내지 약 50 중량％를 TPU/FR 화합물 약 90 중량％ 내지 약 50 중량％와 블렌딩하는 단계를 포함한다.

한 실시양태에서, 방법은 TPU/FR 화합물 약 99 중량％ 내지 약 60 중량％ 및 OBC/FR 화합물 약 1 중량％ 내지 약 40 중량％를 포함하는 조성물을 생성한다. 조성물은 최종 조성물의 총 중량을 기준으로 전체 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함한다.

한 실시양태에서, 최종 조성물은 최종 조성물의 총 중량을 기준으로 TPU 약 25 중량％ 내지 약 50 중량％ 및 OBC 약 10 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함한다.

본 출원인은 놀랍게도 (i) FR을 별도의 개별적인 각각의 양의 TPU 수지 및 OBC 수지와 블렌딩하고, (ii) 이어서, TPU/FR 화합물을 OBC/FR 화합물과 블렌딩하는 것이, TPU, OBC 및 난연제(들)를 균일하게 블렌딩 및 상용화시키며, 유리하게는 최종 TPU/OBC/FR 조성물 중 상용화제의 제거에 기여한다는 것을 발견하였다.

적합한 배합 장비의 비제한적인 예는 내부 배치 혼합기, 예컨대 밴버리(Banbury) 또는 볼링(Bolling) 내부 혼합기, 하케(Haake) 혼합기, 연속 일축 또는 이축 압출기, 예컨대 파렐(Farrel) 연속 혼합기, 베르너 앤드 플라이데러(Werner and Pfleiderer) 이축 혼합기 또는 부스(Buss) 혼련 연속 압출기를 포함한다. 사용되는 혼합기의 유형 및 혼합기의 작동 조건은 조성물의 특성, 예컨대 점도, 부피 비저항 및 압출된 표면 평활도에 영향을 미칠 것이다.

TPU 수지 및/또는 OBC 수지는 배합 전에 건조된다. 전형적으로 펠릿 형태의 TPU 수지는 전형적으로 80 내지 100℃, 또는 90 내지 95℃의 온도에서 6시간 이상 또는 6 내지 10시간 동안 진공 하에 건조된다. 전형적으로 펠릿 형태의 OBC 수지는 20 내지 50℃, 또는 40 내지 50℃의 온도에서 6시간 이상 또는 6 내지 10시간 동안 진공 하에 건조된다. TPU, OBC 및 FR에 대한 배합 온도는 전형적으로 OBC의 융점, 예를 들어 120℃ 내지 220℃, 보다 전형적으로는 160 내지 200℃이다.

일부 실시양태에서, 첨가제는 예비혼합된 마스터배치로서 첨가된다. 이러한 마스터배치는 일반적으로, 첨가제를 불활성 플라스틱 수지, 예를 들어 플라스틱 매트릭스 성분 중 하나로 별도로 또는 함께 분산시킴으로써 형성된다. 마스터배치는 용융 배합 방법에 의해 편리하게 형성된다.

본 발명의 조성물로 (전체 또는 일부분) 구성된 용품은 섬유, 리본, 시트, 테이프, 펠릿, 관, 파이프, 틈마개, 시일, 가스켓, 발포체, 신발류 와이어 및 케이블 재킷/절연 용도, AC 플러그, SR 커넥터, 시계줄, 핸들, 그립, 소프트 터치 용품 및 버튼, 자동차 용도, 글라스 런 채널(glass run channel), 자동차 내부 패널, 바디 시일, 윈도우 시일, 압출 용품, 벨로우, 가요성 배선, 예컨대 가전 제품용 가요성 배선, 전력 케이블, 휴대폰 및/또는 컴퓨터를 위한 전력 충전기 와이어, 컴퓨터 데이터 코드, 전력 코드, 가정용 기기 배선 재료, 건물 와이어, 자동차 와이어 및 가전 제품 부속 코드를 포함한다.

본 개시내용은 코팅된 전도체를 제공한다. 코팅된 전도체는 금속 전도체, 및 상기 금속 전도체 상의 코팅을 포함한다. 코팅은 본 발명의 조성물을 포함한다. 특히, 코팅은 열가소성 폴리우레탄, 올레핀 블록 공중합체 및 난연제를 포함하는 조성물을 포함한다.

본원에 사용된 "금속 전도체"는 하나 이상의 금속 와이어 및/또는 하나 이상의 금속 케이블이다. 코팅된 금속 전도체는 가요성 반경질 또는 경질일 수 있다. 코팅 ("재킷" 또는 "외장" 또는 "절연재"로도 칭해짐)은 금속 전도체 상 또는 전도체 둘레의 또 다른 중합체 층 상에 존재한다. 코팅은 본 발명의 조성물을 포함한다. 조성물은 본원에 개시된 바와 같은 임의의 조성물일 수 있다. 본원에서 사용된 "상(on)"은 코팅과 금속 전도체 사이의 직접적인 접촉 또는 간접적인 접촉을 포함한다. "직접적인 접촉"은 코팅과 금속 전도체 사이에 개재 층(들) 및/또는 개재 물질(들)이 위치하지 않고 코팅이 금속 전도체와 바로 접촉하는 구성이다. "간접적인 접촉"은 개재된 층(들) 및/또는 개재된 구조물(들) 및/또는 개재된 물질(들)이 금속 전도체와 코팅 사이에 위치한 구성이다. 코팅은 금속 전도체를 완전히 또는 부분적으로 커버하거나, 달리 둘러싸거나, 감쌀 수 있다. 코팅은 금속 전도체를 둘러싸는 유일한 성분일 수 있다. 별법으로, 코팅은 금속 전도체를 감싸는 다중층 재킷 또는 외장의 한 층일 수 있다.

코팅은 본 발명의 조성물에 대해 상기 논의된 바와 같은 임의의 특성을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 코팅된 전도체는 UL-1581에 따라 측정되는 VW-1 시험을 통과한다.

본원에 개시된 조성물을 포함하는 재킷을 갖는 코팅된 전도체, 예컨대 코팅된 와이어 또는 코팅된 케이블 (임의의 절연층을 가짐)은 다양한 유형, 예를 들어 일축 또는 이축 유형의 압출기로 제조될 수 있다. 통상적인 압출기의 설명은 미국 특허 번호 4,857,600에서 찾을 수 있다. 공압출 및 압출기의 예는 미국 특허 번호 5,575,965에서 찾을 수 있다. 전형적인 압출기는 그의 상류 말단에 호퍼 및 그의 하류 말단에 다이를 갖는다. 호퍼는 스크류를 함유한는 배럴로 공급한다. 하류 말단에 스크류의 말단과 다이 사이에 스크린 팩 및 브레이커 플레이트가 존재한다. 압출기의 스크류 부분은 3개의 부분, 즉 공급 부분, 압축 부분 및 계량 첨가 부분, 및 2개의 구역, 즉 후방 가열 구역 및 전방 가열 구역으로 나누어지는 것으로 생각되며, 상기 부분 및 구역은 상류로부터 하류로 진행된다. 별법으로, 상류로부터 하류로 진행하는 축을 따라 다수의 가열 구역 (2개 초과)이 존재할 수 있다. 1개 초과의 배럴을 가질 경우, 배럴은 연속적으로 연결된다. 각각의 배럴의 길이 대 직경 비는 약 15:1 내지 약 30:1 범위이다.

본 개시내용의 와이어 및 케이블 구성 (즉, 코팅된 금속 전도체)은 본 발명의 조성물을 전도체 상에 또는 절연된 전도체의 번들 상에 압출시켜 절연된 전도체 둘레에 코팅 (또는 재킷)을 형성함으로써 제조된다. 재킷 또는 절연재의 두께는 목적하는 최종 사용 용도의 요건에 따라 달라진다. 재킷 또는 절연재의 전형적인 두께는 약 0.010 인치 내지 약 0.200 인치, 또는 약 0.015 인치 내지 약 0.050 인치이다. 본 발명의 조성물은 이미 제조된 조성물로부터 재킷으로 압출될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 조성물은 압출기로의 용이한 공급을 위하여 펠릿 형태이다. 와이어 및 케이블 재킷 또는 절연재는 본 발명의 조성물을 펠릿화시키는 별도의 단계를 거치지 않고 배합 압출기로부터 직접 압출될 수 있다. 이러한 1-단계 배합/압출 방법은 조성물에 대한 1개의 열 이력 단계를 제거할 것이다.

한 실시양태에서, 본 개시내용의 조성물은 공지된 양으로 및 공지된 방법에 의해 (예를 들어, USP 5,246,783 및 4,144,202에 기재된 장비 및 방법으로) 예를 들어, 외장 또는 절연층과 같은, 케이블에 대한 피복재로서 적용될 수 있다. 통상적으로, 조성물은 케이블-코팅 다이를 구비한 반응기-압출기에서 제조되며, 조성물의 성분이 제제화된 후, 케이블이 다이를 통해 배출될 때 조성물이 케이블 위에 압출된다. 이어서, 외장은 전형적으로, 용품이 목적하는 가교 정도에 도달할 때까지, 주위 온도 내지 조성물의 융점 미만의 온도에서 수행되는 경화 주기에 적용된다. 경화는 반응기-압출기에서 개시될 수 있다.

본 개시내용의 실시양태의 비제한적인 예가 하기에 제공된다.

열가소성 폴리우레탄 (TPU) 약 25 중량％ 내지 약 95 중량％; 올레핀 블록 공중합체 (OBC) 약 5 중량％ 내지 약 50 중량％; 및 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함하는 조성물 (E1)이 제공된다. 난연제는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (RDP), 비스 디페닐 포스페이트 (BDP), 비스페놀-A 비스(디페닐 포스페이트) (BPADP), 알루미늄 삼수화물 (ATH), 질소/인-기재 할로겐-무함유 난연제, 에폭시화 노볼락 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. E2. E1에 있어서, TPU가 폴리에스테르-기재 TPU인 조성물. E3. E1 또는 E2에 있어서, OBC가 비-관능화된 OBC인 조성물. E4. E1 내지 E3 중 어느 하나에 있어서, 상용화제-무함유인 조성물. E5. E1 내지 E4 중 어느 하나에 있어서, 150℃에서 50％ 미만의 열 변형률을 갖는 조성물. E6. E1 내지 E5 중 어느 하나에 있어서, 0 내지 0.3 미만의 수축률을 갖는 조성물. E7. E1 내지 E6 중 어느 하나에 있어서, 할로겐-무함유인 조성물. E8. E1 내지 E7 중 어느 하나에 있어서, 가교-무함유인 조성물.

열가소성 폴리우레탄 수지 및 난연제 (TPU/FR) 화합물; 올레핀 블록 공중합체 수지 및 난연제 (OBC/FR) 화합물 1 중량％ 내지 약 40 중량％를 포함하며, 여기서 전체 난연제를 조성물의 총 중량을 기준으로 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％ 포함하는 조성물 (E9)이 제공된다. E10. E9에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 OBC 수지 약 5 중량％ 내지 약 40 중량％를 포함하는 조성물. E11. E9 또는 E10에 있어서, OBC/FR 화합물이 OBC 수지 약 70 중량％ 내지 약 30 중량％ 및 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함하는 조성물.

열가소성 폴리우레탄 (TPU) 수지를 난연제 (FR)와 블렌딩하고, TPU/FR 화합물을 형성하는 단계; 올레핀 블록 공중합체 (OBC) 수지를 난연제 (FR)와 블렌딩하고, OBC/FR 화합물을 형성하는 단계; TPU/FR 화합물 및 OBC/FR 화합물을 블렌딩하는 단계; 및 조성물의 총 중량을 기준으로 OBC 수지 약 5 중량％ 내지 약 40 중량％ 및 전체 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함하는 난연제 조성물을 형성하는 단계를 포함하는, 조성물 (E12)의 제조 방법이 제공된다.

금속 전도체; 및 상기 금속 전도체 상의 코팅을 포함하며, 상기 코팅은 열가소성 폴리우레탄, 올레핀 블록 공중합체 및 난연제를 포함하는 조성물을 포함하는 코팅된 전도체 (E13)가 제공된다. E14. E13에 있어서, 코팅이 E1 내지 E11 중 어느 하나의 조성물을 포함하는 것인 코팅된 전도체.

시험 방법

열 변형률 (HD) 열 변형 시험은 UL 1581-2001에 따라 수행된다. 각각의 제제에 대하여, 2개의 평행한 샘플 플라크를 오븐에 넣고, 150℃에서 1시간 동안 예열한다. 예열된 샘플을 150℃에서 1시간 동안 동일한 하중으로 압축시킨다. 그 후, 압축된 샘플을 추를 제거하지 않고 23℃의 설정 온도를 갖는 ASTM 룸에 추가의 1시간 동안 둔다. 샘플 플라크의 두께 변화를 기록하고, 열 변형률을 하기 식에 따라 계산한다.

HD％=(D₀-D₁)/D₀*100％

상기 식에서, D₀은 원래 샘플 두께를 나타내고, D₁은 변형 공정 후 샘플 두께를 나타낸다. 2개의 평행한 샘플에 대해 계산된 변형률을 평균을 낸다.

용융 지수 (MI)는 2.16 kg 중량으로 190℃에서 ASTM D 1238에 따라 계산된다.

수축률은 금형의 제거 직후 및 이어서 1시간의 주위 냉각 후에 사출 성형 플라크의 치수 차이를 측정함으로써 측정된다. 60 mm x 60 mm x 2 mm의 원래 크기를 갖는 성형 플라크의 길이 및 폭은 (1) 금형으로부터의 제거 직후에 합한 것 (SUM1) 및 (2) 1시간의 주위 냉각 후에 합한 것 (SUM2)이다. 수축률 = (SUM1-SUM2)/SUM1.

표면 경도 시험은 ASTM 룸에서 ASTM D 2240에 따라 쇼어 S1A 디지털 경도계 기기 상에서 수행된다. 6 mm의 두께를 갖는 샘플이 사용되고, 1개의 제제화된 샘플에 대한 3개의 병렬 시험 결과를 기록하고 평균을 낸다.

인장 시험은 인스트론(INSTRON) 5565 인장 시험기 상에서 수행된다. 플라크를 다이 절단기를 사용하여 종-형상의 시편으로 절단한다. 인장 강도 (TS) 및 인장 신율 (TE) 시험을 실온에서 ASTM D 638에 따라 수행한다. 속도는 50 mm/분이다.

UL-94는 장치 및 기기용 부품에 관한 플라스틱 물질의 가연성에 대한 언더라이터스 래보러토리(Underwriters' Laboratory (UL)) 고시 94 시험이다. 시험된 물질은 이하의 경우에 UL 94 V-0으로 분류된다:

? 5개의 시험 시편 중 어느 것도 버너 화염을 제거하면 어느 때에도 10초 초과로 연소되지 않는다.

? 10회의 점화 시험의 총 연소 시간이 50초를 초과하지 않는다.

? 클램프로의 잔광 또는 화염으로 연소되는 시험 시편이 없다.

? 임의의 시험 시편으로부터 아래의 면직물을 발화시킬 수 있는 연소 방울이 떨어지지 않는다.

? 잔광 연소가 30초를 초과하는 시험 시편이 없다.

시험된 물질은 이하의 경우에 UL 94 V-1로 분류된다:

? 5개의 시험 시편 중 어느 것도 버너 화염을 제거하면 어느 때에도 30초 초과로 연소되지 않는다.

? 10회의 점화 시험의 총 연소 시간이 250초를 초과하지 않는다.

? 잔광 연소가 60초를 초과하는 시험 시편이 없다.

시험된 물질은 이하의 경우에 UL 94 V-2로 분류된다:

? 시험 시편으로부터 잠깐 동안만 연소하고 그 중 일부가 아래의 면직물을 약간 발화시키는 연소 조각들만이 떨어진다.

? 잔광 연소가 60초를 초과하는 시험 시편이 없다.

1000 볼트의 직류로 23±2℃ 및 55±5°(상대 습도)에서 부피 비저항 (Ohm-cm)을 GB 1410-89에 따라 측정한다. 100 mm x 100 mm x 2 mm의 크기의 성형된 샘플 시편이 부피 비저항 시험에 사용되며, 이 시험은 ZC-36 고 저항 계측기(High Resistance Meter) (중국 상하이 소재의 상하이 프리시즌 앤드 사이언티픽 인스트루먼트 코포레이션(Shanghai Precision and Scientific Instrument Corp.) 상에서 수행된다.

VW-1은 와이어 및 슬리빙에 대한 언더라이터스 래보러토리 (UL) 화염 등급이다. 이는 "수직 와이어, 클래스 1"을 의미하며, UL 1441 규격 하에 와이어 또는 슬리브에 부여될 수 있는 최고 화염 등급이다. VW-1 FR 시험은 UL-1581의 방법 1080에 따라 UL94 챔버에서 수행된다. 이 시험은 와이어 또는 슬리브를 수직 상태로 배치하여 수행된다. 시편은 200 mm x 2.7 mm x 1.9 mm의 치수로 제한된다. 말단에 50 g의 하중을 적용함으로써 시편을 세로축으로 수직하게 클램프 상에 건다. 1개의 종이 플래그 (2 cm x 0.5 cm)를 와이어의 상부 상에 적용한다. 화염 바닥 (버너 오라클의 최고 지점)에서 플래그의 바닥까지의 거리는 18 cm이다. 화염을 45초 동안 연속적으로 적용한다. 화염 시간 (AFT) 후, 타지 않은 와이어 길이 (UCL) 및 타지 않은 플래그 면적 백분율 (타지 않은 플래그)을 연소 동안 및 그 후에 기록한다. 4 또는 5개의 시편을 각각의 샘플에 대해 시험한다. 하기 중 어느 것은 "통과되지 않음"을 구성한다: (1) 시편 아래의 면직물이 발화됨, (2) 플래그가 연소됨, 및 (3) 화염과 함께 적하됨.

예로서, 비제한적으로, 본 개시내용의 실시예가 이제 제공될 것이다.

<실시예>

1. 물질

표 1은 실시예에 사용된 물질을 제공한다.

2. TPU/OBC 복합체

건조된 TPU를 먼저 가소화를 위하여 실험실 규모의 하케 혼합기 (하케 폴리랩 OS 레오드라이브 7(Haake Polylab OS RheoDrive 7), 써모 사이언티픽(Thermo Scientific))에 공급한 후, OBC를 배합을 위하여 혼합 공간으로 공급하였다. 원료를 60 rpm의 전단 속도로 170℃에서 8분 동안 혼합하였다. 임의로, TPU 및 OBC를 먼저 예비혼합하고, 배합을 위하여 하케 혼합기로 함께 공급할 수 있다.

표 2는 TPU/OBC 블렌드의 상이한 제제 및 특성을 나타낸다. 인장 응력/신율, 150℃에서의 열 변형률, 물질 밀도 및 부피 저항을 각각의 제제화된 샘플에 대해 측정하였다. 전체 조성물의 중량을 기준으로 30％ 이하로 로딩된 OBC 수지를 갖는 TPU/OBC 블렌드는 23 MPa 초과의 인장 응력 및 450％ 초과의 인장 신율, 25％ 미만의 150℃에서의 열 변형률과 함께 우수한 인장 특성을 나타내었다. 비교의 목적을 위하여, 150℃에서의 열 변형률, 밀도 및 부피 비저항이 또한 표 2에 나타낸 바와 같은 순수한 TPU 및 OBC에 대해 측정되었다. TPU/OBC 조성물의 OBC 로딩을 증가시킬 경우, 전체 물질 밀도의 점진적인 감소가 관찰되었다. TPU/OBC 블렌드는 중합체 조성물 중 연속적인 TPU 매트릭스로 인하여, 순수한 OBC에 비해 개선된 열 변형률 성능을 나타내었다. TPU/OBC 블렌드는 순수한 TPU와 OBC 모두와 비교하여, 필적할만한 부피 비저항을 나타내었다.

TPU/OBC 블렌드의 모폴로지는 도 1a 및 1b 및 도 2a 및 2b에 나타나있다. 5 μm 및 10 μm의 축적 막대를 갖는 샘플 B의 2개의 원자력 현미경 검사 (AFM) 화상이 각각 도 1a 및 1b에 나타나있다. 샘플 B는 OBC 20 중량％를 포함하고, OBC 도메인 (화상 중 암색 원)의 크기가 약 수백 나노미터임을 나타내었다.

5 μm 및 10 μm의 축적 막대를 갖는 샘플 D의 2개의 원자력 현미경 검사 (AFM) 화상이 각각 도 2a 및 2b에 나타나있다. 샘플 D는, 도메인 크기가 수백 나노미터 내지 약 1 마이크로미터인 OBC 40 중량％를 함유한다. 샘플 B 및 D는 둘 다 연속 TPU 매트릭스에서 OBC의 우수한 분산을 나타내었다.

OBC 수지의 로딩이 40 중량％ 이하일 경우, OBC는 수백 나노미터 범위의 도메인 크기로 연속 TPU 매트릭스에서 우수한 분산을 나타내었다. TPU/OBC 블렌드의 모폴로지는 우수한 기계적 특성을 따랐다. 본 발명의 TPU/OBC 블렌드는 놀랍게도, 상용화제의 사용없이 우수한 상용성을 나타내었다. 인장 특성 및 150℃에서의 열 변형률 성능은 와이어 및 케이블 용도에 적합하였다.

3. TPU/FR 복합체 및 OBC/FR 복합체

2개의 상이한 가공기 - 하케 혼합기 (하케 폴리랩 OS 레오드라이브 7, 써모 사이언티픽) 및 이축 압출기 - 를 배합에 사용하였다. 배합에 대한 세부사항이 표 3에 제공되어 있다.

표 3에 나타낸 상이한 공정에 의해 제조된 화합물을 180 내지 185℃에서 가열 압착기를 사용하여 플라크로 압착시켰다. 이어서, 약 1.5 mm의 두께를 갖는 플라크를 동일한 압력 하에 실온에서 5분 동안 냉각-압착기에 적용시켰다. 하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 샘플 1 내지 3은 TPU/FR 화합물이고, 샘플 5 내지 7은 OBC/FR 화합물이었다.

최종 조성물 중 각각의 성분의 총 중량을 기준으로 한 중량％

샘플 1 및 2를 하케 혼합기에 의해 제조하고, 샘플 3을 이축 압출기에 의해 제조하였다.

4. 다단계 배합을 통한 TPU/OBC/FR 복합체

표 4에서 OBC/FR 화합물 및 TPU/FR 화합물을 상이한 중량 비율로 블렌딩하여 TPU/OBC/FR 조성물을 제조하였다. OBC/FR 복합체의 로딩이 40 중량％ 이하일 경우, 열 변형률은 150℃에서 50％ 미만이고, TPU/OBC/FR 조성물의 FR 성능은 VW-1 시험을 통과하고, 인장 신율은 150％ 초과였다.

다단계 배합 공정에 의해 제조된 TPU/OBC/FR 조성물은 TPU/FR 조성물에 비해 개선된 FR 성능을 나타내었다. 또한, 다단계 배합에 의해 제조된 TPU/OBC/FR 조성물은 목적하는 인장 특성 및 150℃에서의 열 변형률 성능을 나타내었다.

실시예 14 (도 3), 실시예 15 (도 4), 실시예 16 (도 5) 및 실시예 17 (도 6)의 원자력 현미경 검사 (AFM) 화상은 연속 TPU 매트릭스 중 OBC (암색 원 도메인) 및 FR 화학 물질 입자 (백색 입자)의 분산을 나타내었다. 실시예 14는 중합체 매트릭스에 OBC 10 중량％ (총 중량 OBC + TPU를 기준으로 함)를 포함하고, OBC 도메인 크기가 수백 나노미터 범위임을 나타내었다. 실시예 15는 중합체 매트릭스에 OBC 20 중량％ (총 중량 OBC + TPU를 기준으로 함)를 포함하고, OBC 도메인 크기가 1 마이크로미터 이하임을 나타내었다. 중합체 매트릭스에 OBC 30％ (총 중량 OBC + TPU를 기준으로 함)를 갖는 실시예 16은, OBC 도메인 크기가 3 마이크로미터 이하임을 나타내었다. 중합체 매트릭스에 OBC 40％ (총 중량 OBC + TPU를 기준으로 함)를 갖는 실시예 17은, OBC 도메인 크기가 10 마이크로미터 이하임을 나타내었다.

5. 1-단계 배합을 통한 TPU/OBC/FR 조성물

하기 표 6에 예시된 바와 같이, TPU, OBC 및 FR 화학 물질의 1-단계 배합을 하케 혼합기에서 제조하였다. 중합체 매트릭스 중 30 중량％ 이하의 OBC의 로딩을 갖는 제제화된 실시예의 인장 특성 및 FR 성능은 150℃에서 우수한 열 변형률 성능을 유지시켰다.

요약하면, 1-단계 배합에 의해 제조된 TPU/OBC/FR 조성물은, TPU/FR 조성물보다 개선된 FR 성능 및 감소된 물질 밀도를 나타내었다. 우수한 인장 특성 및 150℃에서의 열 변형률 성능은 중합체 매트릭스 (즉, TPU + OBC) 중 20 중량％ 이하의 OBC의 사용으로 얻어졌다. 또한, TPU/OBC/FR 조성물은, TPU/FR 조성물에 비해 필적할 만한 부피 저항을 나타내었다.

6. TPU/OBC/ATH 조성물

하기 표 7에 나타낸 조성물은 이축 압출기 상에서 제조되고, 압출 특징 및 특성에 대해 평가되었다. 하기 단계가 물질 제조 및 평가에 사용되었다:

1) 50 L 고속 혼합기를 사용하여, 표 7의 수지 성분, 즉 TPU 2103-90AE 및 OBC D9507을 첨가하고, 1800 RPM 하에 1분 동안 혼합하였다. 이어서, 예비혼합 블렌드를 다음 단계를 위해 취출하였다.

2) 이어서, 단계 (1)로부터의 예비혼합 블렌드를 각각 2개의 공급기를 갖는 이축 압출기 (ZSK 26)에 의해 표 7의 예비혼합 액체 및 분말 성분, 즉 BPADP, DEN 438, AD001, 항산화제, TiO₂ 및 클라리언트(Clariant) MB와 함께 압출시켰다. 압출을 170℃ 하의 배럴 온도, 25 mm의 스크류 직경 및 48의 L/D 하에 약 25 kg/hr의 출력으로 수행하였다. 마지막으로, 펠릿을 수득하고, 다음 단계를 위하여 120℃ 하에 6시간 동안 건조시켰다.

3) ASTM D638 인장 시험을 위한 165 x 12.7 x 3.18 mm의 크기 및 UL 94 연소 시험을 위한 127 x 12.7 x 1.6 mm 및 127 x 12.7 x 3.2 mm의 크기를 갖는 사출 성형 플라크를 사출 성형기 (파눅(FANUC) 100)로 제조하였다.

4) 인장 특성은 방법으로서 ASTM D638을 사용하여 인스트론 인장 시험기를 사용하여 이러한 도그본 시편에 대해 측정되었다.

- 이어서, 초기 게이지 길이가 25 mm인 신장계를 사용하여 측정된 신율％과 함께 크로스헤드 속도를 50 mm/분으로 설정하여, 방법으로서 ASTM D638을 사용하여 하중 및 시편 단면적을 사용한 표준 계산을 통해 계산된 인장 특성 및 파단 변형률을 측정함으로써, 인장 신율 및 피크 인장을 측정하였다.

5) 연소 성능은 사출 성형 플라크의 시편에 대한 UL-94 시험을 사용하여 시험되었다.

6) 수축은 각각 금형으로부터 취출한 직후 및 1시간의 주위 냉각 후에 사출 성형 플라크의 치수 차이를 측정함으로써 특성화되었다.

하기 표 7에서, 데이터의 제1 칼럼은, 사출 성형 후에 수축되지만, 우수한 기계적 특성, 뿐만 아니라 연소 성능을 제공하는 샘플 4 (중합체 매트릭스로서 단지 TPU만을 사용하는 DFDA 1687 EXP1)를 나타내었다.

비교에서, 제2 제제 (실시예 24)는 올레핀 블록 공중합체 (OBC)를 사용하여 열가소성 폴리우레탄 (TPU)을 85/15 중량％의 TPU/OBC 비로 부분적으로 대체하였다. 시험 결과는 우수한 기계적 특성 및 연소 성능을 나타내었다. 한편, MFR은 사출 성형 플라크의 치수 변형이 덜하면서 개선된 수축률로 감소되었다.

제3 제제 (실시예 25)는 70/30 중량％의 TPU/OBC 비로 블렌딩된 올레핀 블록 공중합체 (OBC)의 로딩을 증가시켰다. 또한, 시험 결과는 우수한 기계적 특성 및 연소 성능을 나타내었다. OBC의 로딩 증가로, 용융 지수 (MI)는 더 낮아지고, 수축률은 사출 성형 플라크의 치수의 변화를 거의 갖지 않도록 더 개선되었다.

특히, 본 개시내용은 본원에 함유된 실시양태 및 예시에 제한되지 않지만, 하기 특허청구범위의 범위내에 포함되는 것으로서 실시양태의 부분 및 상이한 실시양태의 요소의 조합을 포함하는 실시양태의 변형된 형태를 포함하도록 의도된다.

Claims

열가소성 폴리우레탄 (TPU) 약 25 중량％ 내지 약 95 중량％;
올레핀 블록 공중합체 (OBC) 약 5 중량％ 내지 약 50 중량％; 및
레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (RDP), 비스 디페닐 포스페이트 (BDP), 비스페놀-A 비스(디페닐 포스페이트) (BPADP), 알루미늄 삼수화물 (ATH), 질소/인-기재 할로겐-무함유 난연제, 에폭시화 노볼락 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％
를 포함하는 조성물.
제1항에 있어서, TPU가 폴리에테르-기재 TPU인 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, OBC가 비-관능화된 OBC인 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상용화제-무함유인 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 150℃에서 50％ 미만의 열 변형률을 갖는 조성물.
열가소성 폴리우레탄 수지 및 난연제 (TPU/FR) 화합물;
올레핀 블록 공중합체 수지 및 난연제 (OBC/FR) 화합물 약 1 중량％ 내지 약 40 중량％
를 포함하며, 여기서 전체 난연제를 조성물의 총 중량을 기준으로 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％ 포함하는 조성물.
제6항에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 OBC 수지 약 5 중량％ 내지 약 40 중량％를 포함하는 조성물.
열가소성 폴리우레탄 (TPU) 수지를 난연제 (FR)와 블렌딩하고, TPU/FR 화합물을 형성하는 단계;
올레핀 블록 공중합체 (OBC) 수지를 난연제 (FR)와 블렌딩하고, OBC/FR 화합물을 형성하는 단계;
TPU/FR 화합물 및 OBC/FR 화합물을 블렌딩하는 단계; 및
조성물의 총 중량을 기준으로 OBC 수지 약 5 중량％ 내지 약 40 중량％ 및 전체 난연제 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％를 포함하는 난연제 조성물을 형성하는 단계
를 포함하는, 조성물의 제조 방법.
금속 전도체; 및
상기 금속 전도체 상의 코팅
을 포함하며, 상기 코팅은 열가소성 폴리우레탄, 올레핀 블록 공중합체 및 난연제를 포함하는 조성물을 포함하는 것인 코팅된 전도체.
제9항에 있어서, 코팅이 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 것인 코팅된 전도체.