国外聚烯烃电缆用阻燃剂的技术演进

刘翠

摘 要：针对人们迫切希望开发出阻燃性能和力学性能均优良的聚烯烃电缆料，文章以国外重点专利为切入点，分析了国外聚烯烃电缆用阻燃剂的技术演进，对开发阻燃聚烯烃电缆料提供借鉴了作用。

关键词：国外；重点专利；阻燃剂；技术演进

开发出阻燃性能优异的聚烯烃电缆料一直是人们研究的重点，而提高聚烯烃电缆料阻燃性则主要采用添加阻燃剂。通过检索国外重点专利，理清了国外聚烯烃用阻燃剂的技术演进，为开发阻燃性能优异的聚烯烃电缆料提供了借鉴意义。

日本矢崎总业株式会社于2001年申请了专利JP2002356591A[1]，研究了100份聚丙烯、10-500份含有特定比例的丙烯和乙烯单元的丙烯嵌段共聚物、1-50份的溴系阻燃剂以及1-30份的阻燃助剂，阻燃助剂是（如三氧化锑）锑化合物和硼化合物（如硼酸锌和硼砂），具有较好的阻燃效果。

上述溴系阻燃剂属于卤素阻燃剂的典型代表，均会产生卤化氢气体，有毒且不环保。为了获得更加环保的阻燃剂，人们积极致力于无卤阻燃剂的研发。

日本的藤仓电线株式会社于1984年申请了专利JPS60189114A[2]，其是以20～80份的聚烯烃为基材，加入50～200份的金属水合物阻燃剂以及2～50份的红磷。红磷主要是产生加速碳化的作用，得到的组合物制备的绝缘电缆氧指数均在32以上，且不产生卤化氢这种有毒气体。

上述金属水合物阻燃剂代表了氢氧化物阻燃剂，使用其作为阻燃剂，会带来聚合物力学性能的损失和加工性能的损失，弥补上述阻燃剂的缺陷是氢氧化物阻燃剂的一大技术分支。

日本的住友电气工业株式会社于1982年申请的专利JPS59117

549A[3]是以醋酸乙烯含量在50-85%的EVA为基材，阻燃抑制烟剂使用的是二价或三价的金属碳酸盐或氢氧化物和硼酸锌，二者的重量比在0.25-0.75之间，基于基材100份，阻燃抑制烟剂总量100份，氧指数在30以上，烟密度低于100。其中，该申请提及了二价或三价的金属碳酸盐或氢氧化物大量使用产生的弊端，即降低材料的力学性能。本申请采用的方法是采用辐照交联组合物，进而改进了其力学性能。

纳巴尔特有限公司于2003申请了专利JP2004156030A[4]，其含有20-60重量%的热塑性和/或交联的或可交联的弹性体，可以是聚烯烃和40-80重量%的阻燃剂，通过使用具有特定粒径的氢氧化铝，使氢氧化铝获得了良好的分散，进而使聚合物混合物具有非常好的力学和阻燃性能，同时还具有优异的熔融流动性。

由上可见，通过使用对氢氧化物阻燃剂包容性较好的基材，如EVA对组合物进行交联，对氢氧化物阻燃剂进行细化、表面处理，均是令氢氧化物阻燃剂带来力学性能下降的有效方式。

拓宽无卤阻燃剂的种类及其配合，在使用上也是无卤阻燃剂的一个重要分支。

美国通用电气于1986年申请了专利US4808647A[5]，其以聚烯烃、聚苯醚为基材，芳环磷酸酯和溴系化合物为阻燃剂，再加上交联剂制备绝缘材料。其中，磷酸酯和溴系化合物的结构如下：

，得到的组合物制备的导线通过垂直燃烧试验，无滴落、不易燃。

杜邦公司于2010年申请了专利US2015155075A[6]，其是以聚丙烯和TPE作为基材，使用如下式的膨胀型阻燃剂，通过了模拟的VW-1测试。

式1的膨胀型阻燃剂

其中M是以下的至少一种：三聚氰胺基团，吗啉基团，哌嗪基团，哌啶基团、烷基羟基和式2的三嗪聚合物，式2如下。

通过对上述国外重点专利的分析可知，以溴系阻燃剂为代表的卤素阻燃剂、金属水合物阻燃剂代表的无机阻燃剂、磷系阻燃剂和膨胀阻燃剂是阻燃剂的常用品种。卤素阻燃剂和无机阻燃剂是最常用的两大阻燃剂品种，弥补了无机阻燃剂带来聚合物的力学性能、加工性能的损失和拓宽无卤阻燃剂的种类。因此，它们与无机阻燃的配合是无机阻燃剂的重要分支。

参考文献

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