TWI440048B - 用於電子設備中之可撓的阻燃性絕緣電線 - Google Patents

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Description

用於電子設備中之可撓的阻燃性絕緣電線 FLEXIBLE FLAME RETARDANT INSULATED WIRES FOR USE IN ELECTRONIC EQUIPMENT 發明領域
本發明係有關於用於電子設備中之絕緣電線的組成物，其包含導電核心及包圍該導電核心之絕緣層。
更特定地，本發明係有關於用於電子設備之絕緣電線，其具有優異消費性吸引力(可撓性、輕、軟並平滑)、機械與電特性、濕度、熱及紫外性抗性、與阻燃性。
 發明背景
用於電氣/電子設備等之內及外線路之絕緣電線、電纜、及核心必需具有各種特性，其包括阻燃性、耐熱性、電及機械特性(例如拉伸性質及耐磨耗性)。電氣電子設備之配線材料所需之，例如阻燃性、耐熱性、及機械特性(例拉伸性質及耐耗磨性)的標準係規定在UL、JIS等中。更詳細地，就阻燃性而言，其試驗方法可根據所需程度(其欲施行之用途)等而不同。因此，實際上，根據所需程度，該材料足以具有至少該阻燃性。例如可提及能通過規定在UL 1581(用於電線、電纜、及可撓性核心之參考標準)中之直立火焰試驗(VW-1)、或規定在JIS C 3005(橡膠/塑膠絕緣電線試驗方法)中之水平試驗與傾斜試驗的個別阻燃性。此外當連續使用時，用於電氣/電子設備中之配線材料有時需要具有80至105℃、或甚至125℃之耐熱性。
習慣上係使用含聚氯乙烯(PVC)化合物之增塑劑、重金屬安定劑、及含鹵原子之阻燃劑作為適用於這些配線材料之覆蓋材料。然而，這些材料已造成環境問題，其原因為當在未經適當處理下即棄置或埋藏該等電線時，該增塑劑及/或重金屬安定劑會滲出，或當其等經埋藏時，有害氣體會自該鹵素產生。
由於該等PVC化合物會引起爭議，所以使用含聚烯烴共聚物之無鹵素化合物及含金屬水合物與視需要選用之紅磷的無鹵素阻燃劑系統以作為該配線絕緣材料。由於該金屬水合物當單獨使用時必需大量添加，因此會損害機械性質，所以使用紅磷以減少該金屬水合物。然而，含磷之阻燃材料會引起問題，因為當該材料時，磷會產生有毒煙霧，而當棄置該材料時，磷會藉優養化作用而污染水環境。而且，若電線及電纜必需經顏色代碼編碼時，則不能使用紅磷。
為了滿足耐熱性需求，該覆蓋材料係藉電子束交聯方法或化學交聯方法而交聯以使該配線材料具有高耐熱性，或使用含高熔點之隔離材料，諸如高熔點聚丙烯。然而交聯可防止該絕緣材料之熔化，因此限制可回收性，而測定交聯之方法(藉使用特殊添加物而進行化學性測定或使用特殊設備，諸如電子束交聯設備)會增加該電線之成本。另一方面，若使用高比例之樹脂，諸如聚丙烯，則可撓性劣，且當經此種樹脂覆蓋之配線材料彎曲時，會發生表面發白之現象。
 發明概要
就本發明而言，熱塑性聚合物組成物意指具或可重複熱處理性以致使該材料被認為可在相同或其它應用中具回收性的聚合物組成物。因此，業經一次或數次處理成為電線或諸如此類之絕緣覆蓋物之熱塑性塑膠組成物的機械性質類似該起始物質之性質。
就本發明而言，熱固性組成物意指具或可交聯至不可再重複熱處理之程度以致使該材料被認為不具可回收性之聚合物組成物。典型上，其係藉電子束交聯方法或化學交聯方法而進行。
用於消費性電子設備之電線的覆蓋材料亦需要符合，例如UL Standard所規定的動態性質之要求，更明確地，就外絕緣套而言，需要至少100%之伸長率及至少8MPa之抗拉強度，而就內絕緣層而言，需要至少5MPa之抗拉強度。更詳細地，電纜或數據傳輸線之覆蓋材料必需進一步具有良好可撓性，因為這些纜線係以捆包狀態裝運。
在特定應用中，該等絕緣電線亦必需具有良好電性質，諸如如藉比較徑跡指數(CIT)而測定之電弧徑跡阻抗(第1級(>400V)或第0級(>600V))。當該絕緣電線係在電場內操作時，本性質特別重要。
除了這些阻燃性，電及機械功能性質外，對於具有消費性吸引力之絕緣電線的需求日益增多。電子設備，諸如電腦、音樂及多媒體裝置之漸增流行已導致激烈的競爭，因此製造商必需使其商品在市場上與眾不同。絕緣電線之實施例包括耳機接線、電源線及許多可互連多媒體科技之各種元件之纜線(例如USB纜線)。雖然已研發企圖使消費者擺脫電線糾纏之煩惱的無線科技，但仍需要絕緣電線。在這些情況下，具有增加的消費性吸引力之絕緣電線很受歡迎。輕(低密度)、軟、容易彎曲、有光澤及/或平滑之絕緣電線就認為是可誘發消費性吸引力之屬性。上述機械屬性可解決電線之以下問題：纏結、被外來物件纏住、當通過表面時，產生過度摩擦、導致皮膚過敏及/或當時常接觸時，導致消費者不舒服等。這些問題之解決可產生消費性吸引力。符合阻燃性、機械及電性質之絕緣電線所強調的該等功能性需求使該“消費性吸引力”之進一步限制成為一項挑戰性的任務。
用於包括電氣及電子元件之模製物件之無鹵素阻燃組成物的改良係揭示在WO 2005/118698中，該專利案提供一種包括以下組份之溶液：聚醯胺、芳香族聚合物與含金屬次膦酸鹽或二次膦酸鹽之阻燃系統；及至少一種衍生自蜜胺之縮合產物及/或磷酸之縮合產物的反應產物之氮化合物。該文件揭示可施加另外塗層至該基片以提供另外性質，諸如耐刮性及美觀吸引力。證明所形成組成物具有改良電及易燃性之性質。
已部份藉使用阻燃劑及具有柔軟度、可撓性及彈性之特性的熱塑性彈性體而處理與增加絕緣電線之消費性吸引力且可維持足夠機械、電及阻燃性質有關之問題。然而，有需要進一步改良阻燃性絕緣電線，特別為針對消費市場之阻燃性絕緣電線。
本發明之目標為提供用於電子設備中之含導電核心及包圍該導電核心之由無鹵素阻燃性彈性體組成物所組成之絕緣層的絕緣電線，其可提供良好的阻燃性、機械及電性質之平衡。而且，如藉良好柔軟度、表面平滑性、低密度及/或可撓性之組合而提供，該等絕緣電線亦必需具有良好消費性吸引力。
在本發明之一實施例中，係提供適用於電子設備中之絕緣電線，其包含導電核心及包圍該導電核心之由阻燃性彈性體組成物所組成之絕緣層及/或絕緣套，其中該阻燃性彈性體組成物包含
(A)一選自於由苯乙烯系嵌段共聚物、烯烴系熱塑性彈性體及彼等之組合所組成之群組的彈性體；及
(B)式[R1 R2 P(O)O]- m Mm+ (式I)次膦酸及/或式[O(O)PR1 -R3 -PR2 (O)O]2- n Mx m+ (式II)二次膦酸、及/或彼等之聚合物的金屬鹽，其中-R1 及R2 為選自於由氫、直鏈、分支鏈及環狀C1-C6脂肪族基團、與芳香族基團所組成之群組的相同或不同取代基，-R3 係選自於由直鏈、分支鏈及環狀C1-C10脂肪族基團及C6-C10芳香族與脂肪族-芳香族基團所組成之群組，-M為選自於由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、及K所組成之群組的金屬，且-m、n及x為1至4範圍內之相同或不同整數。
相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，該組份A之含量超過10重量%、12重量%、15重量%、18重量%、20重量%、25重量%、30重量%或50重量%。如藉柔軟度及可撓性而測定，該組份A之比例愈高，消費性吸引力之特性愈大。雖然，該等熱塑性聚合物本質上可由組份A組成，但是根據該絕緣電線之特定最後用途，典型上係添加組份C及/或D(如下文定義)以增強機械、電及/或消費性吸引力。相對於阻燃性彈性體內之該聚合物組份的總重量，組份A之含量不超過90重量%、較佳不超過80重量%或70重量%。
一般而言，組份A之含量太高會導致降低之阻燃性及某些機械性質之變質。然而，在本發明之一特定實施例中，當組份A由一或多種熱塑性彈性體組成時，則相對於阻燃性彈性體組成物內之該聚合物組份的總重量，組份A之含量可大於90重量%且甚至為100重量%。
已非可預期地發現可藉本發明該組成物而增強該等阻燃性絕緣電線之消費性吸引力，並維持所需之阻燃性、電及/或機械性質。該由阻燃性彈性體組成物組成之絕緣層及/或套在本發明該絕緣電線中之作用在於該絕緣電線具有符合UL94-V2、UL94-V1、UL94-V0(以1.5至3毫米之距離)或UL 1581 VW-1之阻燃性且具有對消費者兼具功能性及吸收力之機械性質，諸如柔軟度、高可撓性、低熱變形及/或平滑表面性質。該阻燃性彈性體組成物較佳進一步包含：
(C)一選自於由共聚酯彈性體(TPE-E)、共聚醯胺彈性體(TPE-A)、共聚胺基甲酸乙酯彈性體(TPE-U)、及彼等之組合所組成之群組的熱塑性聚合物。
該組成物最好包含可提供改良機械及熱安定性質之該熱塑性聚合物。在本發明該方面中，該等組成物具有可以使該等組成物暴露於高溫下而不會過度永久變形之良好抗熱變形性質。本性質特別重要，因為其可以使在暴露於每天情況(諸如接觸熱飲料或電器用品)中所遭遇的高溫下之纜線維持其等之形狀及可撓性。亦可降低由於劣熱變形性質而與減少的絕緣層有關之電危險。
在其中高溫安定性具低重要性之應用中，共聚胺基甲酸乙酯彈性體及/或聚丙烯(組份D)之添加可以使成本與功能性之間獲得成本有效性平衡。若高溫性能及阻燃性具重要性，最好可添加共聚酯彈性體及/或共聚醯胺彈性體。在一較佳實施例中，該熱塑性聚合物包含共聚酯彈性體，諸如共聚醚酯。
該阻燃性彈性體組成物較佳進一步包含：
(D)烯烴聚合物。
該烯烴聚合物添加至苯乙烯系共聚物，特別於較高苯乙烯系共聚物含量(例如以該阻燃性彈性體組成物之總重計，高於50重量%)下可提供改良加工性、增強該絕緣電線之消費性吸引力、及降低聚合物成本之協同作用。例如以直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)及/或乙烯或聚丙烯為主之共聚物的添加可形成平滑及有光澤表面。據此，在其中該組成物可形成絕緣電線之外層的實施例中，更特佳為包括烯烴聚合物之組成物。
在特定實施例中，該阻燃性彈性體組成物進一步包含：
(E)一由含氮阻燃增效劑及/或含磷/氮阻燃劑所組成之阻燃性組份、及/或
(F)一選自於由鹼性及兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽及氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物所組成之群組的無機化合物。
組份(E)及(F)可提供額外的阻燃性質且最好可併用組份(B)以得到成本有效性阻燃系統。
該本質上由聚合物組份A與阻燃組份(B)及(E)之組合所組成之阻燃性彈性體組成物符合UL 1581 VW-1標準之阻燃要求。然而，其它熱塑性聚合物組份(C)及(D)之添加可有利地進一步增強該等電、機械及/或消費性吸引力性質。非可預期地，其它聚合物組份之添加可協同性地降低符合該UL 1581 VW-1標準之阻燃要求所需的組份(B)及(E)總含量。
當該等阻燃組份(B)及(E)係以相當低含量，亦即遠低於獲得，例如UL-V-0等級所需之最低含量，存在時，可獲得符合該UL 1581 VW-1標準之阻燃性質。尤其鑒於以下事實，此結果具高度非可預期性：在含TPE-E(其良好阻燃性與苯乙烯系嵌段共聚物(諸如SEBS)至少相同)且進一步包含其它無鹵素阻燃劑(例如蜜胺三聚氰酸酯)之阻燃劑組成物中，可調整阻燃劑之含量以符合UL-V-0等級，但是該含量仍不足以符合該UL 1581 VW-1標準。符合UL-V-0但仍不能通過UL 1581 VW-1標準之蜜胺三聚氰酸酯的最低含量遠高於已經符合該UL 1581 VW-1標準之用於本發明該絕緣電源之阻燃性彈性體組成物中的阻燃系統含量。
可將該特定阻燃性彈性體組成物調整至適於作為需要具有符合UL-V-2、UL-V-1或UL-V-0或UL 1581 VW-1之阻燃性質之電纜中的絕緣層或絕緣套。
在本發明之一較佳實施例中，該等絕緣電線亦具有符合CTI之0等級或1等級。
獲得特定絕緣電線最終用途應用之阻燃目標所需之如本發明中所定義的阻燃劑相對較低含量及該等苯乙烯嵌段共聚物或烯烴系熱塑性彈性體之組合可更容易獲得電、機械及消費性吸引力之良好平衡。
例如相當低阻燃劑含量可製成具有如藉低E-模數或降伏應力而表示之很高度可撓性的阻燃性彈性體組成物。本低E-模數或降伏應力可歸因於該苯乙烯系嵌段共聚物或烯烴系熱塑性彈性體及若存在時，該阻燃性彈性體組成物中之TPE-E、TPE-U、TPE-A、及/或烯烴聚合物，諸如PP或LLDPE。就該阻燃系統之存在及性能而言，該可撓性程度令人驚訝。
該優異可撓性與其它阻燃系統(諸如蜜胺三聚氰酸酯)大不相同，當該等其它阻燃系統之使用量與本發明之絕緣線中之阻燃系統相同時，更會損減該苯乙烯系嵌段共聚物或烯烴系熱塑性彈性體之原有彎曲模數。當該蜜胺三聚氰酸酯之含量必需增至可以使該組成物符合至少UL94-V2，若可能，包括UL 1581 VW-1之含量時，此負作用會進一步增至有害程度。
 較佳實施例之詳細說明 聚合物組份(A)、(C)及(D) 苯乙烯系嵌段共聚物及/或烯 烴系熱塑性彈性體(TPO)(A)苯乙烯系嵌段共聚物
本發明該絕緣電線中之阻燃性彈性體組成物所包含之苯乙烯系嵌段共聚物(A)包括二嵌段或三嵌段聚合物或彼等之組合。苯乙烯系嵌段共聚物具有良好表面性質、尺寸穩定性及幾乎至高該柔化溫度之恆定機械性質。
在一較佳實施例中，相對於阻燃性彈性體組成物中之該聚合物組份的總重，該苯乙烯系嵌段共聚物之含量在5至40重量%之範圍內且更佳在20至30重量%之範圍內。
較佳苯乙烯系嵌段共聚物包括丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物、苯乙烯-丙烯腈-乙烯-丙烯-亞乙基原冰片烯共聚物(AES)、及彼等之氫化產物。氫化嵌段共聚物包括在中嵌段(S-(EB/S)-S)中之乙烯/丁烯及聚苯乙烯-b-聚(乙烯/丙烯)、聚苯乙烯-b-聚(乙烯/丙烯)-b-聚苯乙烯、聚苯乙烯-b-聚(乙烯/丁烯)-b-聚苯乙烯及聚苯乙烯-b-聚(乙烯-乙烯/丙烯)-b-聚苯乙烯。
該苯乙烯系嵌段共聚物較佳為氫化苯乙烯系嵌段共聚物，因為此種化合物具有優異抗紫外線性質。
更特佳苯乙烯系嵌段共聚物包括苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物或苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)。該等苯乙烯系嵌段共聚物可單獨或一起使用。
該等苯乙烯系嵌段共聚物較佳經順丁烯二酸酐(MA)或諸如此類接枝至該共聚物中嵌段上。典型上，相對於該苯乙烯系嵌段共聚物之總重，係將介於0.5至5.0重量%間之MA、更佳1.0至2.5重量%間之MA接枝至該嵌段共聚物上。該MA接枝可改良該共聚物對多種基片(其包括聚醯胺及聚酯)之黏著性。
相對於該苯乙烯系嵌段共聚物之總重，該等苯乙烯系嵌段共聚物之苯乙烯含量較佳為至少10重量%、更佳至少20重量%、更佳至少30重量%、又更佳至少35重量%且最佳至少40重量%。業經發現該苯乙烯含量愈高，獲得相同阻燃性所需之阻燃組份(B)、(E)及(F)含量愈少。相對於該苯乙烯系嵌段共聚物之總重，該苯乙烯含量較佳不超過70重量%且更佳不超過60重量%。苯乙烯含量太高容易產生不適用於纜線及電線應用之較硬質組成物。
根據ISO 5478：2006中所述之方法測定該苯乙烯含量。
該苯乙烯系嵌段共聚物之MFI較佳為至少10克/10分鐘(230℃/2.16公斤)、且更佳10克/10分鐘(230℃/2.16公斤)。較高MFI可產生所形成纜線之平滑表面。
烯 烴系熱塑性彈性體(TPO)
在本發明範圍內之烯烴系熱塑性彈性體包括熱塑性烯烴(未交聯之熱塑性彈性體)及熱塑性硫化橡膠(交聯之熱塑性彈性體)。TPO可提供似橡膠之性質，諸如柔軟度及可撓性，在所形成絕緣電線內，該等似橡膠性質可轉變成增加的消費性吸引力。在其中耐熱性、阻燃性需求低之應用中，TPO亦可提供成本優勢。
TPO為聚烯烴系基質，其較佳具結晶性，熱塑性或熱固性彈性體通常可藉該結晶性基質而均勻分佈。TPO之實例包括分佈在結晶性聚丙烯基質內之EPM及EPDM熱固性材料。任何習知具有所欲柔軟度、可撓性及強度之TPO可用於本發明中。雖然無意具限制性，但是適用於本發明中之TPO實例包括藉摻合烯烴系熱塑性塑膠及，諸如頒予Hert之美國專利第4,990,566號中所揭示之乙烯共聚物或三元共聚物、或諸如頒予Aldred等人之美國專利第4,591,615號中所揭示之腈橡膠而製成之TPO，該等專利之揭示文在此併入本案以為參考資料。
市售TPO，亦稱為TPV，典型上主要含硫化橡膠，其中酚醛樹脂、硫或過氧化物固化系統係用以在熱塑性基質中藉動態硫化反應(其係為基中該橡膠經交聯並同時混合(典型上激烈地混合)之方法)而硫化交聯二烯(或更經常為多烯)共聚物橡膠，藉此使該材料進一步具熱處理性及/或可回收性。雖然本發明之實施例涵蓋任何固化系統，硫典型上優於過氧化物自由基或酚醛樹脂固化系統，因為過氧化物會降解及/或交聯該聚丙烯或聚乙烯熱塑性塑膠以及該橡膠。其隨後在整個混合物降解或交聯前，會限制橡膠交聯程度且使其不再具熱塑性，而酚醛系固化系統可導致最終產品具微黃色。
兩較佳市售TPO實例為由Advanced Elastomer Systems製造之熱塑性橡膠、及得自DSM Elastomers之之，其等皆為交聯EPDM顆粒在結晶性聚丙烯基質內之混合物。
典型的TPO為聚烯烴塑膠(其典型上為丙烯聚合物)與交聯性烯烴共聚物彈性體(OCE)，其典型上為乙烯-丙烯橡膠(EPM)或乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)之熔態摻合物或反應器摻合物。在此等自EPDM所製成之TPO中，用以形成該EPDM三元共聚物之二烯單體較佳為非共軛二烯。可使用之非共軛二烯的說明性實例為二環戊二烯、烷基二環戊二烯、1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、1,4-庚二烯、2-甲基-1,5-己二烯、環辛二烯、1,4-辛二烯、1,7-辛二烯、5-亞乙基-2-原冰片烯、5-正-亞丙基-2-原冰片烯、5-(2-甲基-2-丁烯基)-2-原冰片烯等。
熱塑性聚合物(C)
本發明該絕緣電線中之阻燃性彈性體組成物所包含之熱塑性聚合物(C)係選自於由共聚酯彈性體TPE-E、共聚醯胺彈性體TPE-A及/或共聚胺基甲酸乙酯彈性體所組成之群組。本熱塑性塑膠種類具有可增強該阻燃性彈性體之性能的良好機械與熱性質。
TPE-E/TPE-A
共聚酯彈性體及共聚醯胺彈性體為包含分別由聚酯鏈段或聚醯胺鏈段組成之硬嵌段、及由具有另一聚合物之鏈段組成之軟嵌段的具有彈性性質之熱塑性聚合物。此等聚合物亦稱為嵌段共聚物。該等共聚酯彈性體之硬嵌段中之聚酯鏈段通常由衍生自至少一伸烷基二醇及至少一芳香族或環脂肪族二羧酸之重覆單元所組成。該等共聚醯胺彈性體之硬嵌段中之聚醯胺鏈段通常由衍生自至少一芳香族及/或脂肪族二胺與至少一芳香族或脂肪族二羧酸、及或脂肪族胺基-羧酸之重覆單元所組成。
該等硬嵌段典型上由具有熔化溫度或若合適遠高於室溫且可高如300℃或甚至更高之玻璃溫度的聚酯或聚醯胺組成。該熔化溫度或玻璃溫度為至少150℃、更佳至少170℃或甚至至少190℃。該等硬嵌段之熔化溫度或玻璃溫度又更佳在200至280℃或甚至220至250℃之範圍內。該等軟嵌段典型上由具有遠低於室溫且低如-70℃或甚至更低之溫度的玻璃轉化溫度之非晶形聚合物鏈段組成。該非晶形聚合物之玻璃溫度較佳至多0℃、更佳至多-10℃或甚至至多-20℃。該等軟嵌段之玻璃溫度又更佳在-20至-60℃或甚至-30至-50℃之範圍內。
該共聚酯彈性體最好為共聚酯酯彈性體、共聚碳酸酯酯彈性體、及/或共聚醚酯彈性體；亦即具有分別由聚酯、聚碳酸酯或聚醚之鏈段組成之軟嵌段的共聚酯嵌段共聚物。合適的共聚酯酯彈性體描述在，例如EP-0/02115-B1中。合適的共聚碳酸酯彈性體描述在，例如EP-0846712-B1中。共聚酯彈性體係，例如以品名Arnitel得自DSM Engineering Plastics B.V. The Netherlands。該共聚醯胺彈性體最好為共聚醚醯胺彈性體。共聚醚醯胺彈性體係，例如以品名PEBAX得自Elf Atochem,France。
該阻燃性彈性體組成物中之嵌段-共聚物彈性體較佳為共聚酯彈性體、更佳為共聚醚酯彈性體。
共聚醚酯彈性體具有衍生自至少一聚氧化伸烷二醇之軟鏈段。共聚醚酯彈性體及其製法與性質屬於本項技藝且，例如詳述在以下參考文獻中：Thermoplastic Elastomers,2nd Ed.,Chapter 8,Carl Hanser Verlag(1996)ISBN 1-56990-205-4,Handbook of Thermoplastics,Ed. O. Otabisi,Chapter 17,Marcel Dekker Inc.,New York 1997,ISBN 0-8247-9797-3、及the Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,Vol. 12,pp. 75-117(1988),John Wiley and Sons，及文中述及之參考文獻。
該聚醚酯彈性體之硬嵌段中的芳香族二羧酸最好選自於由對酞酸、異酞酸、酞酸、2,6-萘二羧酸及4,4-二苯基二羧酸、及彼等之混合物所組成的群組。該芳香族二羧酸較佳包含對酞酸，且相對於一羧酸之總莫耳量更佳由至少50莫耳%、又更佳至少90莫耳%或甚至100莫耳%對酞酸組成。
該聚醚酯彈性體之硬嵌段中之伸烷二醇最好選自於由乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,2-己二醇、1,6-六亞甲二醇、1,4-丁二醇、苯二甲醇、環己二醇、環己烷二甲醇、及彼等之混合物所組成的群組。該伸烷二醇較佳包含乙二醇及/或1,4-丁二醇，且相對於伸烷二醇之總莫耳量更佳由至少50莫耳%、又更佳至少90莫耳%或甚至100莫耳%乙二醇及/或1,4丁二醇組成。
該聚醚酯彈性體之硬嵌段最佳包含聚對苯二甲酸丁二酯鏈段或甚至由其等組成。
該聚氧化伸烷二醇最好為主要含環氧乙烷、氧呾(oxetane)及/或四氫呋喃(oxolane)之均聚物或共聚物。若該聚氧化伸烷二醇主要含環氧乙烷，則合適的環氧乙烷為環氧乙烷及環氧丙烷。該對應聚氧化伸烷二醇均聚物亦分別稱為聚乙二醇、聚氧化乙烯或聚氧化乙二醇(亦縮寫為PEG或PEO)、及聚丙二醇、聚氧化丙烯或聚氧化丙二醇(亦縮寫為PPG或PPO)。若該聚氧化伸烷二醇主要含氧呾，則合適的氧呾實例為1,3-丙二醇。該對應的聚氧化伸烷二醇均聚物亦稱為聚(三亞甲基)二醇。若該聚氧化伸烷二醇主要含四氫呋喃，則合適的四氫呋喃實例為四氫呋喃。該對應的聚氧化伸烷二醇均聚物亦稱為聚(四亞甲基)二醇(PTMG)或聚四氫呋喃(PTHF)。該聚氧化伸烷二醇共聚物可以是無規共聚物、嵌段共聚物或彼等之混合性結構。合適的共聚物為，例如環氧乙烷/聚氧化丙烯嵌段共聚物(或EO/PO嵌段共聚物)，特別為環氧乙烷末端性聚氧化丙二醇。
伸烷二醇之醚化產物或伸烷二醇或低分子量聚氧化伸烷二醇之混合物或上述二醇之混合物亦可主要含該氧化烯烴。
用於本發明該絕緣電線中之阻燃性彈性體組成物中的該聚氧化伸烷二醇係選自以下所組成之群組：聚氧化丙二醇均聚物(PPG)、環氧乙烷/聚氧化丙烯嵌段-共聚物(EO/PO嵌段共聚物)與聚(四亞甲基)二醇(PTMG)、及彼等之混合物。
TPE-U
該主要含胺甲酸乙酯之熱塑性彈性體為藉胺甲酸乙酯反應，其中係可選擇性在鏈增長劑或另一添加物存在下，使異氰酸酯化合物與具有活性氫之化合物(例如多元醇)反應，而合成之樹脂。當該發泡體被製成預先被製成時可製備該熱塑性彈性體或其係為市售熱塑性彈性體。
該等異氰酸酯化合物包括含有6至20個碳原子(不包括NCO基團中之碳原子)之芳香族二異氰酸酯、含有2至18個碳原子之脂肪族二異氰酸酯、含有4至15個碳原子之脂環族二異氰酸酯、含有4至15個碳原子之芳香族脂肪族二異氰酸酯、及彼等之改質物(例如含有胺甲酸酯基團、碳化二醯亞胺基團、脲基甲酯基團、脲基團、雙縮脲基團、胺基甲酸二酮基團、胺基甲酸亞胺基團、異三聚氰酸根基團及唑啶酮基團之改質物)。
更明確地，該等異氰酸酯化合物包括二異氰酸甲苯酯、二苯甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、六亞甲二異氰酸酯、二環甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮(isophorone)二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、原冰片烷二甲基二異氰酸酯等。
具有活性氫之該等化合物包括多元醇、聚胺化合物等。多元醇化合物之具體實例包括以酯為主、以己二酸酯為主、以醚為主、以內酯為主及以碳酸酯為主之化合物。該等鏈增長劑包括低分子量二醇、伸烷二胺或諸如此類。
該等以酯為主及以己二酸酯為主之多元醇化合物包括藉多羥醇(例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、丁烯二醇、己二醇、戊二醇、新戊二醇或戊二醇)與二元酸(己二酸、癸二酸、壬二酸、對苯二酸、異酞酸、順丁烯二酸、芳香族羧酸或諸如此類)之縮合反應而製備之化合物。
該等以醚為主之多元醇化合物包括，例如聚乙二醇、聚丙二醇醚、聚四亞甲二醇醚、聚六亞甲二醇醚等。該等以內酯為主之多元醇包括聚己內酯二醇、聚丙內酯二醇、聚戊內酯二醇等。
該等以碳酸酯為主之多元醇包括藉多羥醇(例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、辛二醇、壬二醇或諸如此類)與化合物，例如碳酸二伸乙酯或碳酸二伸丙酯之去醇化反應而獲得之化合物。
該等市售以胺甲酸乙酯為主之熱塑性彈性體包括，例如Pellethane 2103系列(PTMG醚型)、2102系列(己酯型)、2355系列(聚酯己二酸酯型)及2363系列(PTMG醚型)(Dow Chemical之品名)；Resamine P-1000及P-7000系列(己二酸酯型)、P-2000系列(醚型)、P-4000系列(己內酯型)及P-800系列(碳酸酯型)(Dainichiseika Color and Chemicals之品名)；Pandex T系列(DIC Bayer Polymer之品名)；Miractone E and P型(Nippon Miractone之品名)；Estolan(Takeda Burdaysh Urethane之品名)；及Morcene(Morton之品名)。彼等在下文中有時稱為熱塑性聚胺甲酸乙酯彈性體(TPU)。
除了共聚酯彈性體外，該熱塑性聚合物(C)可包含共聚胺甲酸乙酯彈性體及/或共聚醯胺彈性體、一或多種其它熱塑性聚合物。合適的其它熱塑性聚合物為，例如聚酯、聚醯胺及聚碳酸酯。該等其它熱塑性聚合物之存在量適於維持，諸如UL-V-2、UL-V-1或UL-V-0或UL 1581 VW-1之阻燃性質並以符合該等絕緣電線之目的用途的需求之程度保留該等機械性質。
烯 烴系聚合物(D)
該等烯烴系聚合物包括，例如C2-10 烯烴，諸如乙烯與丙烯及其等之組合的均聚物或共聚物。更特佳為聚丙烯、LLDPE及/或乙烯系列之樹脂(例如乙烯-丙烯共聚物或乙烯及丙烯、丁烷、己烷或氧呾之共聚物)。該名詞“聚丙烯”包括均聚物及共聚物。該等共聚物較佳含有不超過10、5或2重量%非丙烯之烯烴系單體，諸如α-烯烴系單體。該等烯烴系聚合物之添加可促成平滑表面及有光澤外觀，藉此增加消費性吸引力。而且，該烯烴系聚合物之添加有助於改善該苯乙烯系嵌段共聚物(特別於高苯乙烯系嵌段共聚物含量下，例如以該聚合物組份之總重計，大於50重量%)之可加工性。
總聚合物摻合物
該阻燃性彈性體組成物包含由組份A、C、D及所有屬於本阻燃性彈性體組成物之其它聚合物組成之總聚合物組份。
相對於該阻燃性彈性體組成物中之總聚合物組份的總重，該烯烴聚合物D之存在量範圍介於0重量%至15重量%之間且更佳在5重量%至10重量%之範圍內。然而，在需要低阻燃性之某些應用中，可使用至高20重量%或25重量%。
相對於該阻燃性彈性體組成物中之總聚合物的總重，該等組份A+D之合併含量較佳超過15重量%、20重量%、25重量%或30重量%。如藉柔軟度、可撓性、表面平滑度及/或光澤性而測定，組份A+D之比例愈高，則消費性吸引力愈大。
相對於該總聚合物組份之總重，組份C之含量較佳不超過85重量%、75重量%或甚至65重量%。根據該絕緣電線所需之機械及/或耐熱性質，組份C之最低含量較佳為10重量%、20重量%、30重量%或40重量%。
相對於該阻燃性彈性體組成物中之總聚合物組份的總重，該等熱塑性聚合物組份A+C+D之存在量較佳為至少50重量%、更佳至少70重量%、且又更佳至少90重量%或95重量%。該等組份A+C+D之組合的含量可以使彈性體組成物的阻燃性、機械性、電與消費性吸引力性質之間具有良好平衡。
阻燃組份(B、E&F)
該阻燃性彈性體組成物中之組份B係由次膦酸及/或二次膦酸或彼等之聚合衍生物之金屬鹽組成，該等化合物亦以金屬次膦酸鹽表示。本名詞亦進一步用於文中以表示相同化合物。
該金屬次膦酸鹽最好為式[R1 R2 P(O)O]- m Mm+ (式I)次膦酸及/或式[O(O)PR1 -R3 -PR2 (O)O]2- n Mx m+ (式II)二次膦酸、及/或彼等之聚合物的金屬，其中-R1 及R2 為選自於由氫、直鏈、分支鏈及環狀C1-C6脂肪族基團、與芳香族基團所組成之群組的相同或不同取代基，-R3 係選自於由直鏈、分支鏈及環狀C1-C10脂肪族基團及C6-C10芳香族與脂肪族-芳香族基團所組成之群組，-M為選自於由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、及K所組成之群組的金屬，且-m、n及x為1至4範圍內之相同或不同整數。
可作為本發明之組份B的合適金屬次膦酸鹽係描述在，例如DE-A 2 252 258、DE-A 2 447 727、PCT/W-097/39053及EP-0932643-B1中。較佳的次膦酸鹽為次膦酸鋁-、次膦酸鈣-及次膦酸鋅，亦即其中該金屬M分別為Al、Ca、Zn之金屬次膦酸鹽及彼等之組合。亦較佳為基中R1 及R2 係相同或不同且等於H、直鏈或分支鏈C1 -C6 烷基、及/或苯基之金屬次膦酸鹽。R1 、R2 更特佳相同或不同且係選自以下所組成之群組：氫(H)、甲基、乙基、正-丙基、異-丙基、正-丁基、第三-丁基、正-戊基及苯基。R1 及R2 更佳相同或不同且係自由H、甲基及乙基所組成之取代基群組。
R3 亦較佳選自以下所組成之群組：亞甲基、伸乙基、正-伸丙基、正-伸丁基、第三-伸丁基、正-伸戊基、正-伸辛基、正-伸十二烷基、伸苯基及伸萘基。
該金屬次膦酸鹽較佳包含次磷酸鹽及/或C1 -C2 二烷基次膦酸鹽、更佳為次磷酸鈣及/或C1 -C2 二烷基次膦酸鋁，亦即二甲基次膦酸鋁、甲基乙基次膦酸鋁及/或二乙基次膦酸鋁。
該阻燃性彈性體共聚物組成物中之含氮及含氮/磷之組份(E)可以是本身為阻燃劑及/或用於次膦酸鹽阻燃劑之阻燃增效劑的任何含氮或含氮及磷之化合物，可作為組份(E)之合適含氮及含氮/磷之化合物係描述在，例如PCT/EP97/01664、DE-A-197 34 437、DE-A-197 37 72、及DE-A-196 14 424中。
該含氮之增效劑較佳選自以下所組份之群組：苯并二氮二胺、三(羥乙基)異三聚氰酸酯、尿囊素(allantoine)、乙炔脲(glycouril)、蜜胺、蜜胺三聚氰酸酯、二氰二醯胺、胍及碳化二醯亞胺、及彼等之衍生物。
該含氮增效劑更佳包含蜜胺之縮合產物。蜜胺之縮合產物為，例如蜜勒胺(melem)、蜜白胺(melam)及三聚二氰乙腈(melon)、以及彼等之高碳衍生物及混合物。蜜胺之縮合產物可藉如在，例如PCT/WO 96/16948中所述之方法而製成。
該含氮/磷之阻燃劑較佳為蜜胺與磷酸之反應產物及/或其縮合產物。由於蜜胺與磷酸之反應產物及/或其縮合產物在文中為已知化合物，所以蜜胺與磷酸之反應產物或蜜胺之縮合產物為，例如蜜勒胺、蜜白胺及三聚二氰乙腈。
如在，例如PCT/WO 98/39306中所述，實例包括磷酸二蜜胺、焦磷酸二蜜胺、磷酸蜜胺、聚磷酸蜜胺、焦磷酸蜜胺、聚磷酸蜜白胺、聚磷酸三聚二氰乙腈及聚磷酸蜜勒胺。該含氮/磷之阻燃劑更佳為聚磷酸蜜胺。
該含氮/磷之阻燃劑亦較佳為氨與磷酸或其聚磷酸鹽改質物之反應產物。合適實例包括磷酸氫銨、磷酸二氫銨及聚磷酸銨。該含氮/磷之阻燃劑更佳包含聚磷酸銨。
該阻燃性組份(E)較佳為磷酸鹽化合物、更佳為磷酸蜜胺化合物、最佳為聚磷酸蜜胺。
本發明該絕緣電線中之阻燃性彈性體組成物較佳包含選自以下所組成之群組的無機化合物F：鹼性及兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽與氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物。
較佳金屬氧化物為氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁、氧化鋅、氧化錳及氧化錫。
較佳氫氧化物為氫氧化鋁、水軟鋁石(bohmite)、氫氧化鎂、水滑石(hydrotalcite)、二水滑石、水鋁鈣石(hydrocalumite)、氫氧化鈣、氫氧化鋅、氧化錫水合物及氫氧化錳。
該無機化合物F較佳包含(或甚至為)選自以下所組成之群組的化合物：硼酸鋅、鹼性矽酸鋅、錫酸鋅、氫氧化鎂、氧化鋅、硫化鋅、水滑石、二水滑石與水軟鋁石、及彼等之混合物，更佳為硼酸鋅、硫化鋅、氧化鋅、氫氧化鎂、水滑石、二水滑石、及彼等之混合物。
該無機化合物F最佳包含(或甚至為)硼酸鋅。
阻燃性組份之性質
在本發明一較佳實施例中，相對於阻燃性彈性體組成物之總重，該阻燃性彈性體組成物中的組份(B)、(E)及(F)之總含量為10至50重量%、更佳15至40重量%且甚至20至30重量%。
相對於化合物(B)、(E)及(F)之總重，該等組份(B)、(E)及(F)之存在量分別為：化合物B之20至90重量%或甚至50至80重量%；化合物E之10至80重量%或甚至20至50重量%；化合物F之0至20重量%或甚至2至10重量%。
在本發明該絕緣電線之一更佳實施例中，該金屬鹽(B)及阻燃性組份(E)之存在重量比在9：1至2：9、較佳5：1至1：1之範圍內。
在另一更佳實施例中，相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，該無機化合物(F)之存在量為0.01至5重量%、較佳0.1至2重量%。
添加劑(G)
本發明該等絕緣電線中之阻燃性彈性體組成物可最好包含一或多種添加劑。可用在該阻燃性彈性體組成物中之之添加劑或添加劑群可以是適用於阻燃性彈性體組成物中之任何輔助添加劑或輔助添加劑之組合。
合適添加劑包括安定劑(諸如抗氧化劑、紫外線吸收劑及熱安定劑)、靭化劑、抗衝擊改質劑、增塑劑、潤滑劑、乳化劑、成核劑、填料、顏料、光學增亮劑、另外阻燃劑、及抗靜電劑。合適的填料為，例如碳酸鈣、矽酸鹽、滑石、及碳黑。
該阻燃性彈性體組成物較佳包含一或多種安定劑。可作為安定劑之合適化合物包括亞磷酸鹽、次膦酸鹽、長鏈脂肪酸之酯與鹽、及二羧醯胺化合物。
在本發明一較佳實施例中，相對於阻燃性彈性體組成物之總重，該阻燃性彈性體組成物中之一或多種添加劑的總含量為0.01至20重量%、更佳0.1至10重量%、又更佳0.2至5重量%或甚至0.5至2重量%。
該阻燃性彈性體組成物更佳包含一或多種選自於由亞磷酸鹽、次膦酸鹽、長鏈脂肪酸之酯與鹽、及二羧醯胺化合物所組成之群組的化合物，且相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，該一或多種化合物之總含量為0.01至3重量%、又更佳0.1至1.0重量%。
在另一較佳實施例中，相對於阻燃性彈性體組成物之總重，該阻燃性彈性體組成物中之潤滑劑含量為0.1至10重量%且更佳0.2至5重量%或甚至0.5至2重量%。除聚矽氧化合物外，合適潤滑劑包括烴油(例如礦物油、以石蠟為主之油)及/或聚矽氧油。潤滑劑(特別為以烴為主之潤滑劑)之含量愈高會導致組成物之阻燃性降低。合適聚矽氧化合物包括聚矽氧樹膠、聚矽氧樹脂及/或聚矽氧潤滑脂。
合適的聚矽氧化合物包括聚矽氧烷化合物，諸如聚二甲基矽氧烷。該潤滑劑較佳為超高分子量(亦即於25℃下為固體)聚二甲基矽氧烷，諸如得自Wacker之樹脂範圍內之產物，與聚矽氧油比較，該增加之分子量可減少該等聚矽氧化合物之析出的程度，其對該表面之印刷性質有不利影響。其它合適的聚矽氧化合物亦描述在WO/2008/030768中。
特殊實施例
烯烴系熱塑性彈性體及/或苯乙烯系嵌段共聚物與阻燃劑(B)及(E)之組合可提供所有獲得之阻燃性質、機械及電性質之獨特組合且可以使絕緣纜線具有如藉柔軟度、表面觸感及外觀、可撓性與密度所示之增加的消費性吸引力。此外，阻燃性組份(B)及(E)可提供阻燃性質且該苯乙烯系嵌段共聚物及/或烯烴系熱塑性彈性體組份(A)可提供消費性質之效力可以使欲添加另外組份之可撓性能改善其它功能性，諸如可加工性、耐熱性、機械強度、及表面外觀與觸感。
組份(B)、與可視需要選用之(E)及/或(F)之較高的最低總使用量之優點為可獲得甚至更佳之阻燃性。組份(B)、與可視需要選用之(E)及/或(F)之較低的最高使用量之優點為該等絕緣電線具有改良柔軟度及可撓性。而且，本發明範圍內之所需相當低含量之阻燃劑可以得到更大可撓性以使特定配方適於特定需要應用且可維持所需阻燃、機械、電、耐熱及消費性吸引力性質。
非可預期地，具有本質上由苯乙烯嵌段共聚物及聚烯烴所組成之聚合物組份的配方可維持所欲阻燃性能與所需機械及消費性吸引力性質。
例如，如本發明另一實施例所述，其係提供含導電核心與由包圍該導電核心之由阻燃性彈性體組成物組成之絕緣層及/或絕緣套的用於電子設備中之絕緣電線，其中在該阻燃性彈性體組成物內之配方(以相對於該阻燃性彈性體組成物之總重之重量%表示)本質上由以下組份所組成：
20重量%至70重量%苯乙烯系嵌段共聚物(A)、10重量%至40重量%阻燃性組份(B)、10重量%至60重量%聚丙烯(D)；及可視需要選用之、0重量%至15重量%LLDPE(D)、5重量%至20重量%阻燃性組份(E)、0重量%至5重量%選自以下所組成之群組的無機化合物(F)：鹼性及兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽、氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物；0重量%至10重量%添加劑(G)。
相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，該等阻燃性組份(B)及(E)之合併含量較佳介於20重量%與40重量%之間且更佳介於25重量%與35重量%之間。
相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，組份(A)之含量較佳在25重量%至50重量%之範圍內。
相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，組份(C)之含量較佳在25重量%至50重量%之範圍內。
或者，相當低比例之阻燃性組份B可以與如本發明之另一實施例中所述之苯乙烯系嵌段共聚物及熱塑性彈性體摻合物一起使用以得到含導電核心與包圍該導電核心之由阻燃性彈性體組成物組成之絕緣層及/或絕緣套的用於電子設備中之絕緣電線，其中在該阻燃性彈性體組成物中之配方(以相對於該阻燃性彈性體組成物之總重的重量%表示)本質上由以下組份的組成：10重量%至70重量%苯乙烯系嵌段共聚物(A)、3重量%至35重量%阻燃性組份(B)、10重量%至65重量%TPE-E(C)(例如共聚醚酯彈性體)；及可視需要選用之、0重量%至15重量%LLDPE及/或PP(D)、1.5重量%至15重量%阻燃性組份(E)、0重量%至5重量%選自以下所組成之群組的無機化合物(F)：鹼性及兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽、氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物；0重量%至5重量%添加劑(G)。
相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，組份(A)之含量較佳在25重量%至50重量%之範圍內。
相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，組份(B)及(E)之合併含量較佳在5重量%至35重量%且更佳10重量%至30重量%之範圍內。
相對於該阻燃性彈性體組成物之總重，組份(C)之含量較佳在30重量%至60重量%之範圍內。
尤其當阻燃性(B)與(E)之比例在範圍上限內(亦即(B)及(E)之合併含量為25重量%至35重量%)時，本組成物可符合UL 1581 VW-1標準，且於組份(B)與可視需要選用之(E)及/或(F)的較低含量下可維持較低阻燃標準。與其它無鹵素阻燃系統比較，該阻燃系統(B)、(E)及(F)之相當低含量可形成具有與該苯乙烯系嵌段共聚物及可視需要選用之烯烴有關之機械及消費性吸引力性質的相當輕(較低密度)纜線。
在上述實施例之一變異形式中，該苯乙烯系嵌段共聚物可經由TPO取代。在本經修飾之實施例中，阻燃性組份(B)及(E)之合併含量較佳增至介於20重量%至40重量%之間。
在水中之絕緣電阻較佳大於0.5、0.75、1.0、1.5或2.0GΩm。
根據ISO 527/1A所測定，該阻燃性彈性體組成物之斷裂伸長率較佳為至少100%、200%、300%、400%、500%或甚至至少600%。
根據ISO 527/1A所測定，該阻燃性彈性體組成物之E-模數較佳小於100MPa、90MPa、80MPa、70MPa、60MPa、50MPa或40MPa。該組成物具有至少5MPa且更佳至少10MPa之最低E-模數，其可以使該纜線具有足以執行其功用之剛性。
根據ISO 527/1A所測定，該降伏應力較佳小於6MPa、更佳小於5MPa、更佳小於4.5MPa且又更佳小於4MPa。該組成物具有至多1.2MPa且更佳至多1.8MPa之最低降伏應力，其可以使該纜線具有足以執行其功用之剛性。
根據DIN 53505所測定，該蕭氏A硬度較佳小於90、85、80、70、60、50或40。
該纜線表面之粗糙度(Ra)較佳小於10Ra、更佳小於8Ra、更佳小於6Ra、更佳小於5Ra、更佳小於4Ra、又更佳小於3Ra且最佳小於2Ra。
對所形成絕緣電緣或自其衍生之產物的消費性吸引力而言，彈性(斷裂伸長率%)、柔軟度(低蕭氏A硬度)、可撓性(低E模數及降伏應力)及/或平滑度(低粗糙度Ra)之組合為特別重要之機械性質。
本發明尤其係有關於絕緣電線，其中該絕緣電線為由2或3個導電核心、2或3層各包圍該等導電核心中之一個的絕緣層、及可視需要選用之一包圍該等導電核心及絕緣層之套層所組成之雙極性或三極性電線，其中該等絕緣層及/或該套層係由該含組份(A)及(B)或如上述之其任何較佳實施例之阻燃性彈性體組成物所組成。
本發明亦有關於連接纜線，其包含(i)一段本發明之絕緣電線或其任何較佳實施例與(ii)一或兩固定於該段絕緣電線上之連接元件，其係用於將纜線連接至電氣及/或電子設備及/或連接至供電單元，及可視需要選用之(iii)電氣或電子零件。
該連接纜線最好為行動電話充電器纜線或電腦附屬連接纜線。
本發明進一步係有關於本發明絕緣電線及自其製成之連接纜線在含本發明絕緣電線或其任何較佳實施例之電子設備中或與其連接之用途。
本發明亦有關於阻燃性彈性體組成物。本發明該阻燃性彈性體組成物相當於上述本發明該絕緣電線及其任何較佳實施例之阻燃性彈性體組成物。本發明該阻燃性彈性體組成物的優點在於除了當施加該阻燃性彈性體組成物在如上述之電纜中所獲得之其它作用外，對阻燃性及消費性吸引力性質之合併作用。
可藉本項技藝中一般用於製備阻燃性熱塑性組成物(更詳細地，彈性體熱塑性組成物)之混合方法而製備該阻燃性彈性體組成物。合適方法包括涉及熔混之方法，亦即其中該苯乙烯系嵌段共聚物(A)係轉變為熔體且在轉變成該熔體前、期間或其後同時、連續或部份同時且部份連續添加組份(B)及其它選用組份至該苯乙烯系嵌段共聚物及/或烯烴系熱塑性彈性體(A)，並混合該聚合物熔體及其它組份與添加劑以形成均質混合物。
本熔混法最好在擠壓機內進行，並自該擠壓機排放藉該熔混法而形成之均質混合物，該組成物冷却後可選擇性進行粒化。
亦可以以母體混合物之形式添加該等阻燃性組份及添加劑。尤其就固體添加劑而言，亦可在冷却及視需要進行之粒化步驟後添加該添加劑或添加劑群以將該添加劑或添加劑群施加在顆粒表面上。
可使用該冷却且視需要經粒化之組成物以製備該等絕緣電線，其係例如藉一或多種金屬電線之擠壓塗覆法，其可形成該等絕緣電線之導電核心。
本發明進一步以下述實例及比較例闡明。
實例 材料
SEBS-1：　含有37-44重量%範圍內之苯乙烯之具有7克/10分鐘(260℃/5公斤)的MFI之SEBS且其係以品名GRP6936得自Kraton。
SEBS-2：　含有20重量%苯乙烯之具有18克/10分鐘(230℃/2.16公斤)之MFI的SEBS且其係以品名G1643得自Kraton。
SEBS-3：　含有13重量%苯乙烯之具有4克/10分鐘(230℃/2.16公斤)之MFI的SEBS且其係以品名MD6945得自Kraton。
SEBS-4：　含有13重量%及1重量%MA之具有40克/10分鐘(230℃/5公斤)之MFI的SEBS且其係以品名FG1924得自Kraton。
TPE-E-1：　含由聚對苯二甲酸丁二酯鏈段組成之硬鏈段及由EO/PO聚醚嵌段共聚物組成之軟鏈段的聚醚酯，且其蕭氏D硬度為38。
TPE-E-2：　含由聚對苯二甲酸丁二酯鏈段組成之硬鏈段及由經胺甲酸乙酯基團連接之聚內酯鏈段組成之軟鏈段的聚酯酯，且其蕭氏D硬度為55。
TPU：　具有標稱蕭氏95A硬度之熱塑性聚醚聚胺甲酸乙酯且其係以品名Desmopan 9395 A得自Bayer。
TPO-1：　具有標稱蕭氏94A硬度之硫化EPDM橡膠/熱塑性摻合物且其係以品名Sarlink 3190得自DSM。
TPO-2：　具有標稱蕭氏65A硬度之硫化EPDM橡膠/熱塑性摻合物且其係以品名Sarlink 3160得自DSM。
PP：　具有24克/10分鐘(230℃/2.16公斤)之MFI之聚丙烯均聚物且其係以品名PP515A得自Sabic。
LLDPE：　以使用金屬茂觸媒之溶液聚合法製成之含有約20%辛烷之具有10克/10分鐘(190℃/2.16公斤)之MFI的直鏈低密度聚乙烯且其係以品名ExactTM 0210得自Dexplastomers,Heerlen,the Netherlands。
Mecy：　三聚氰酸蜜胺(MC50；在d50下之粒度分佈為約4.2微米且在d99下為45微米)。
化合物B：　DEPAL：二乙基次膦酸鋁；Clariant，Germany。
化合物C：　MelapurTM 200：聚磷酸蜜胺；Ciba Geigy,Switzerland。
化合物D：　硼酸鋅(2ZnO3 B2 O3 ．3.5H2 O),FlamebrakeTM ZB,Borax,USA。
Add-1：　輔助性安定劑包之摻合物。
Add-2：　含25重量%丙烯酸酯及8重量%甲基丙烯酸縮水甘油酯之具有6克/10分鐘(190℃/2.16公斤)之MFI的乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物且其係以品名LOTADERTM AX8900得自Atofina。
Add-3：　含超高分子量聚二甲基矽氧烷之呈小粒形式之矽膠，其係以品名GenioplastTM Pellet S得自Wacker。
Add-4：　具有350厘史(centistokes)之黏度的含聚二甲基矽氧烷之聚矽氧油且其係以品名200TM Fluid 350 cs得自Dow Corning。
Add-5：　於40℃下具有68-74毫米2 /秒之動黏度之礦物油且其係以品名PrimolTM 352得自Exxon。
Add-6：　具有45D之蕭氏D硬度的助流劑且其係以品名KratonTM MD6699得自Kraton。
混合
為了製備模製組成物，以如表1至3內所指定之比率混合各成份。該等模製組成物之製法為在具有螺旋速度分別為400rpm與300rpm、通過料量分別為5公斤/小時與25公斤/小時、及於270℃下控制之熔態溫度的ZSK 25/33(表1組成物)或ZSK 30/34D(表2&3組成物)雙螺桿擠壓機上熔摻該SEBS、TPE-E、TPU、TPO、PP及LLDPE與該等阻燃性組份及安定劑包，自該擠壓機之模擠壓該熔體並冷却且粒化該熔體。在進一步使用前，於90℃下乾燥藉在該擠壓機內混合而獲得之顆粒，費時24小時。
試驗試樣及絕緣纜線之模製
在Engel 80A型之射出成形機械上製備用於測試根據UL-94-V之機械性質及阻燃性的試驗試樣(1.5毫米厚度)。就該射出成形法而言，係使用235-245℃之設定溫度。該模製溫度為90℃。該等試驗樣品之循環時間為約50秒。
在工業生產線上以介於50至100米/分鐘間之速度製備用於測試根據UL 1581 VW-1之阻燃性的絕緣纜線。如此製成之纜線包括：
纜線1：　由作為導電核心之兩銅線及由下述試驗組成物中之一種組成之單一絕緣層所組成的雙極性纜線。該等雙極性纜線具橢圓形且具有1.4×2.8毫米之尺寸的橢圓形橫截面。此種纜線係用於行動電話充電器纜線型應用。
纜線2：　絕緣性18AWG纜線。本纜線係用在A/C電源纜線型應用中。
纜線3：　含3個具有絕緣性18AWG纜線之核心絕緣性套包SVE纜線。本纜線係用於A/C電源纜線型應用。
纜線4：　具有0.2毫米之絕緣套厚度之含有多纜線核心的絕緣套包纜線。該等纜線為圓形且具有2.9毫米之直徑的橫截面。本纜線典型上係用於USB型應用。
纜線1之阻燃性及機械性質示於表1內。
纜線2、3及4之阻燃性及機械性質示於表4及5內。
試驗方法 機械性質：
拉伸試驗： (E-模數、降伏應力及斷裂伸長率)，其係使用模製乾燥之試樣(dry-as-moulded sample)根據ISO 527/1A而進行。拉伸試驗樣品之尺寸：厚度4毫米。
蕭氏D硬度 ，其係根據ISO R 868而測定。
蕭氏A硬度 ：其係根據DIN 53505而測定
粗糙度 (算術的平均偏差，Ra)，其係使用在商業上得自Veeco Metology Group,USA之Wyko NT1100光學輪廓儀，藉與ISO 4287一致之方法而測定。
於150℃下之形變 ：根據UL1581及UL62進行纜線2(18AWG)及纜線3(SVE)之測定。
於150℃板下之形變 ：亦在拉伸試驗桿上進行用於纜線中之組成物的測試以更有效地篩選合適的纜線組成物。
試驗製法：
根據射出成形拉伸桿ISO 527-2：1993(E)型1BA而供應該等材料。該拉伸桿之末端經切除以獲得10毫米×10毫米之方形試樣。藉長度計而測定該試樣(T1)之厚度。
試驗設備：
長度計：　Heidenhain MT30E
壓縮機械：　Zwick Z1474
控制與分析：　Zwick軟體，TestXpert II
測力器：　HBM型U2A Fmax =2kN
排量測定：　機械排量
壓縮負荷：　1MPa
阻滯負荷：　0.1N
試驗速度：　5毫米/分鐘
試驗條件：　150℃±1.0℃
將該試樣放在表面直徑為5毫米之柱形壓縮工具的平坦表面與彼此平行之已安裝平滑表面的平面之間且維持於150℃之溫度下，費時60分鐘。經該預熱後，以恆定速度(5毫米/分鐘)移動該壓縮工具，直到達到1MPa之特定壓縮負荷為止。於1MPa下維持該壓縮負荷，費時共聚物60分鐘，然後以恆定速度(5毫米/分鐘)移動之該壓縮工具可將壓縮負荷釋放至0.1N之阻滯負荷。達到該阻滯負荷後10秒，藉經由該機械之排量通道測定該壓縮工具與平滑表面間之距離而測定試樣(T2)之厚度。該試驗設備係得自Material Science Centre of DSM,Geleen,the Netherlands。
自下式計算該樣品之形變%：
其中：
T1=於23℃下所測定之該試樣的厚度(毫米)；而
T2=經10秒阻滯時間後，於150℃下所測定之該試樣的厚度(毫米)
阻燃性 ：分別根據UL94-V(以1.5毫米之距離)及UL 1581 VW-1以進行試樣製備及測試。
如上述製備並測試具本發明之實例1至24(E1-E24)之組成物的化合物及比較實驗1-10(C1至C10)。該等組成物及試驗結果如表1至5所述。
結果
表1之結果顯示器如該等E模數值所示，如本發明中所定義之聚合物與阻燃性系統的組合可得到改良的可撓性(亦即在所欲應用範圍內之可撓性)、而在大部份情況中可具有改良的UL 1581 VW-1阻燃性能。表2至5進一步證明本發明該等組成物之機械性質的改善涵蓋柔軟度、表面及/或高溫性能之性質的組合。
機械性質之改善亦取決於添加至該等選自於由苯乙烯系嵌段共聚物、烯烴系熱塑性彈性體及彼等之組合所組成之群組的彈性聚合物之另外添加劑及/或聚合物組份。
如分別藉伸長保持性及熱形變結果所示(表4及5)，聚醚酯(例如TPE)之添加為優異抗熱熟化及熱形變性質之主因。SEBS及TPE之組合可獲得能平衡可撓性、柔軟度、阻燃性及表面性質之更特佳的性質組合。聚醚聚胺甲酸乙酯(TPU)之添加為優異抗拉強度、伸長保持性及表面性質之主因。值得注意的是，可經由使用具有較低硬度之TPU而輕易地調整TPU實例(E12及E13)之柔軟度及可撓性並可維持良好的阻燃程度。於150℃下，TPO之添加可獲得優異抗形變結果。進一步值得注意的是，已預期較軟質之TPO的使用及另外潤滑劑與熱安定劑之添加可進一步改善本發明範圍內之以TPO為主之組成物的機械及功能性質。
重要的是，組份(A)聚合物及組份(B)阻燃劑之組合可獲得夠高的總阻燃性，因此添加另外組份至該組成物所獲得之另外可撓性可以使適於特定應用之機械性質最佳化。
非可預期地，與含中等含量之SEBS的組成物比較，不含或含極少SEBS(亦即5重量%)之組成物具有相當粗糙的表面，其與潤滑劑之存在無關。

Claims (13)

  1. 一種用於電子設備中之絕緣電線，其包含導電核心及包圍該導電核心之由阻燃性彈性體組成物所組成的絕緣層及/或絕緣套，其中該阻燃性彈性體組成物包含(A)一選自於由苯乙烯系嵌段共聚物、烯烴系熱塑性彈性體及彼等之組合所組成之群組的彈性聚合物；及(B)式[R1 R2 P(O)O]- m Mm+ (式I)的次膦酸及/或式[O(O)PR1 -R3 -PR2 (O)O]2- n Mx m+ (式II)的二次膦酸、及/或彼等之聚合物的金屬鹽，其中-R1 及R2 為選自於由氫、直鏈、分支鏈及環狀C1-C6脂肪族基團、與芳香族基團所組成之群組的相同或不同取代基，-R3 係選自於由直鏈、分支鏈及環狀C1-C10脂肪族基團及C6-C10芳香族與脂肪族-芳香族基團所組成之群組，-M為選自於由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、及K所組成之群組的金屬，且-m、n及x為1至4範圍內之相同或不同整數，其中組份A之含量以該阻燃性彈性體組成物中之聚合物組份的總重計不超過90重量%。
  2. 如申請專利範圍第1項之絕緣電線，其中組份(A)之含量以該阻燃性彈性體組成物之總重計至少10重量%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其進一步包含： (C)一選自於由共聚酯彈性體、共聚醯胺彈性體、共聚胺甲酸乙酯彈性體及彼等之組合所組成之群組的熱塑性聚合物。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其進一步包含：(D)烯烴聚合物。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其進一步包含：(E)一由含氮之阻燃性增效劑及/或含磷/氮之阻燃劑所組成之阻燃性組份。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其進一步包含：(F)一選自於由鹼性及兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽及氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物所組成之群組的無機化合物。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中組份(A)+(C)+(D)之含量為該阻燃性彈性體組成物之總聚合物組份的至少50重量%。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中該阻燃性彈性體組成物(其係以相對於該總阻燃性彈性體組成物之重量的重量%表示)本質上由以下組份組成：(A)10重量%至70重量%苯乙烯系嵌段共聚物、(B)3重量%至35重量%式[R1 R2 P(O)O]- m Mm+ (式I)次膦酸及/或式[O(O)PR1 -R3 -PR2 (O)O]2- n Mx m+ (式II)二次膦酸、及/或彼等之聚合物的金屬鹽，其中 -R1 及R2 為選自於由氫、直鏈、分支鏈及環狀C1-C6脂肪族基團、及芳香族基團所組成之群組的相同或不同取代基，-R3 係選自於由直鏈、分支鏈及環狀C1-C10脂肪族基團及C6-C10芳香族與脂肪族-芳香族基團所組成之群組，-M為一選自於由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、及K所組成之群組的金屬、且-m、n及x為在1至4之範圍內的相同或不同整數，(C)10重量%至65重量%共聚醚酯彈性體；及可視需要選用之(D)0重量%至15重量% PP及/或LLDPE、(E)0重量%至15重量%由含氮之阻燃增效劑及/或含磷/氮之阻燃劑所組成的阻燃性組份；(F)0重量%至5重量%一選自於由鹼性與兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽、氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物所組成之群組的無機化合物；及(G)0重量%至10重量%添加劑。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中該阻燃性彈性體組成物(其係以相對於該總阻燃性彈性體組成物之 重量的重量%表示)本質上由以下組份組成：(A)20重量%至70重量%苯乙烯系嵌段共聚物、(B)10重量%40重量%式[R1 R2 P(O)O]- m Mm+ (式I)次膦酸及/或式[O(O)PR1 -R3 -PR2 (O)O]2- n Mx m+ (式II)二次膦酸、及/或彼等之聚合物的金屬鹽，其中-R1 及R2 為選自於由氫、直鏈、分支鏈及環狀C1-C6脂肪族基團、及芳香族基團所組成之群組的相同或不同取代基，-R3 係選自於由直鏈、分支鏈及環狀C1-C10脂肪族基團及C6-C10芳香族與脂肪族-芳香族基團所組成之群組，-M為一選自於由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、及K所組成之群組的金屬、且-m、n及x為在1至4之範圍內的相同或不同整數，(C)10重量%至60重量%聚丙烯；及可視需要選用之(D)0重量%至15重量%LLDDP、(E)0重量%至15重量%由含氮之阻燃增效劑及/或含磷/氮之阻燃劑所組成的阻燃性組份；(F)0重量%至5重量%一選自於由鹼性與兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽、氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物所組成 之群組的無機化合物；及(G)0重量%至10重量%添加劑。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中該阻燃性彈性體組成物(其係以相對於該總阻燃性彈性體組成物之重量的重量%表示)本質上由以下組份組成：(A)10重量%至70重量%烯烴系熱塑性彈性體、(B)5重量%至40重量%式[R1 R2 P(O)O]- m Mm+ (式I)次膦酸及/或式[O(O)PR1 -R3 -PR2 (O)O]2- n Mx m+ (式II)二次膦酸、及/或彼等之聚合物的金屬鹽，其中-R1 及R2 為選自於由氫、直鏈、分支鏈及環狀C1-C6脂肪族基團、及芳香族基團所組成之群組的相同或不同取代基，-R3 係選自於由直鏈、分支鏈及環狀C1-C10脂肪族基團及C6-C10芳香族與脂肪族-芳香族基團所組成之群組，-M為一選自於由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、及K所組成之群組的金屬、且-m、n及x為在1至4之範圍內的相同或不同整數，(C)10重量%至65重量%共聚醚酯彈性體；及可視需要選用之(D)0重量%至15重量%PP及/或LLDPE、(E)0重量%至15重量%由含氮之阻燃增效劑及/或含磷/氮之阻燃劑所組成的阻燃性組份； (F)0重量%至5重量%一選自於由鹼性與兩性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、錫酸鹽、混合性氧化物-氫氧化物、氧化物-氫氧化物-碳酸鹽、氫氧化物-矽酸鹽、氫氧化物-硼酸鹽、及彼等之混合物所組成之群組的無機化合物；及(G)0重量%至10重量%添加劑。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中該金屬鹽(B)及阻燃性組份(E)係以9：1至2：9之範圍內的重量比存在。
  12. 如申請專利範圍第1項之絕緣電線，其中該絕緣電線為由以下所組成之雙極性或三極性電線：2或3個導電核心、2或3層各包圍該等導電核心中之一的絕緣層、及可視需要選用之一包圍該等導電核心與絕緣層之套層，其中該等絕緣層及/或該套層係由如申請專利範圍第1項之阻燃性彈性體組成物組成。
  13. 一種用於行動電話充電器之連接纜線，其包含(i)一段如申請專利範圍第1至12項中任一項之絕緣電線及(ii)一或兩固定於該段絕緣電線上之連接元件，其係用於使該纜線連接至電氣及/或電子設備及/或電源裝置，與可視需要選用之(iii)電氣或電子零件。
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