改善了性能的阻燃热塑性组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种阻燃热塑性组合物，所述组合物至少包括：（Ａ）一种热塑性聚合物和（Ｂ）一种阻燃体系，并且所述组合物还包含（Ｃ）ｎ－链烷烃内酰胺取代的聚合物。这种组合物同时展现出良好的阻燃性（特别是短的余焰时间和极少的滴液）和优良的机械性能。具体地说，所述ｎ－链烷烃内酰胺取代的聚合物为用ｎ－链烷烃内酰胺基团取代的聚烯烃，ｎ选自２到１２。更具体地说，所述ｎ－链烷烃内酰胺为聚乙烯基吡咯烷酮。优选所述热塑性聚合物为缩聚物，特别是聚酰胺、聚酯或聚碳酸酯。特别适用的聚酰胺是ＰＡ－６、ＰＡ－６，６、ＰＡ－４，６和半芳香族聚酰胺。所述阻燃体系既可以是含卤素体系，也可以是无卤素体系。优选所述阻燃体系包括含卤素化合物和含锑化合物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻燃热塑性组合物，所述组合物包括(A)热塑性聚合物和(B)阻燃体系。这种组合物可具体参见WO-95/18178(DuPont)，该专利描述了采用含溴化聚苯乙烯和锑酸钠组合的聚酰胺组合物作为阻燃体系。除了例如完全芳族的聚酰胺(如芳族聚酰胺)外，热塑性聚合物本身通常并不足以阻燃，因此实践中热塑性聚合物与由一种或多种阻燃剂和一种或多种增效剂(即促进阻燃性的化合物)组成的阻燃体系组合使用。这种组合物的缺点是阻燃体系对组合物性能，特别是机械性能、热性能、电性能和加工性能有负面影响，所用阻燃体系的量为所要求的阻燃性(如符合Underwriters Laboratories UL-94试验的V0级)和组合物所需的机械性能、热性能、加工性能和电性能的折中量。例如三氧化锑的存在导致组合物在高加工温度(特别是280℃以上的温度)下的热降解，其中还导致脱色、使模结垢和腐蚀加工设备。实践中，在热塑性组合物中使用尽可能少量的阻燃体系，并且其某种程度的滴液(dripping)为UL-94试验接受。因此本专利技术的目标是提供特别是在高温下，更特别是在280℃以上的高温下具有良好阻燃性能、热性能、加工性能和机械性能的热塑性组合物。本专利技术人惊异地发现至少包括(A)热塑性聚合物和(B)阻燃体系，以及(C)n-链烷烃内酰胺取代的聚合物的阻燃热塑性组合物展现出同时具有良好的阻燃性(特别是短的余焰时间，更特别是总余焰时间)和优良的机械性能。按照UL-94试验余焰时间被定义为停止施用火焰后，试样燃烧到熄灭的时间。总余焰时间为5个样品的组合时间(t1+t2)，其中t1为第一次施用火焰后的余焰时间，t2为第二次施用火焰后的余焰时间。作为本专利技术组合物的另一优点，发现可极大地减少UL-94的滴液，本专利技术的还含有玻璃纤维的组合物尤其如此。基于对阻燃组合物不断提高的严格要求，最需要极少的滴液，最好是不发生滴液。本专利技术组合物的另一优点是在没有负面影响阻燃性的情况下可降低增效剂的量，特别是降低在含卤素阻燃体系中锑化合物的量。结果，可获得含较少增效剂、特别是较少锑化合物的组合物，同时它们具有特别好的阻燃性能。本专利技术组合物的另一优点是例如可能在高温下加工组合物时发生的组合物脱色的情况可例如通过减少增效剂的量而减少。从EP-A-401,740(DuPont，USA)知道在对芳族聚酰胺纤维中使用聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作为添加剂来获得改善的性能，特别是纤维强度、可印刷性、紫外线稳定性、热影响下的老化后的强度和在复合材料中的粘合性。由约11％重量的PVP(相对于总组成计算)和对芳族聚酰胺制备的纤维制成的织物也展现出对纤维所暴露的(国家防火协会(NFPA)实验方法1971，5-1部分)辐照热的更好的耐性。所述文献并没有提及组合物的滴液性能，特别是PVP浓度等于或少于10％重量(相对于组合物总重量计算)的滴液性能。从US-5,236,982(Cossement等人)可知PVP被用作玻璃纤维表面层的添加剂，其随后混合到热塑性聚合物中以获得玻璃纤维增强的热塑性组合物。在组合物中PVP的浓度通常约0.008％重量(相对于总组成计算)。按照前述文献，PVP用作润滑剂来保持所用玻璃纤维的关键性能，如细粒的长度和量。在本申请的说明书中，n-链烷烃内酰胺取代的聚合物理解为含有大量通过内酰胺的N原子与聚合物键合的n-链烷烃内酰胺基团的聚合物。适合用作n-链烷烃内酰胺基团的是衍生自n-链烷烃内酰胺的基团，其中n-为整数并且n＞1，特别是衍生自其中n选自2到最高可达12(包括12)的整数的n-链烷烃内酰胺的基团。更具体地说，所述n-链烷烃内酰胺为2-乙烷内酰胺(氮杂环丙烷-2-酮)、3-丙烷内酰胺(β-丙内酰胺)、4-丁烷内酰胺(γ-丁内酰胺或2-吡咯烷酮)、γ-戊内酰胺、5-戊烷内酰胺(δ-戊内酰胺)、3-甲基戊内酰胺、6-甲基戊内酰胺、6-己烷内酰胺(ε-己内酰胺)、7-庚烷内酰胺(φ-庚内酰胺)、8-辛烷内酰胺(γ-辛内酰胺)、9-壬烷内酰胺(θ-壬内酰胺)、10-癸烷内酰胺(ω-癸内酰胺)、11-十一烷内酰胺或12-十二烷内酰胺(ω-月桂内酰胺)。可选择任何脂族或芳族聚合物作为n-链烷烃内酰胺取代的聚合物。具体而言，所述聚合物为聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯或其共聚物。所述n-链烷烃内酰胺基团可各自独立为相同或不同的聚合物分子。具体地说，所述n-链烷烃内酰胺取代的聚合物为由符合式1的单元组成的化合物-(CR1R2)-(1)式中R1和R2各自独立为H或n-链烷烃内酰胺基团，条件是每个分子包含至少一个n-链烷烃内酰胺基团。优选所述n-链烷烃内酰胺取代的聚合物为聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。数种分子量的聚乙烯基吡咯烷酮可以Luviskol_(BASF，德国)的商品名购置并且可通过单体N-乙烯基-2-吡咯烷酮的线性聚合获得。聚乙烯基吡咯烷酮由符合式2的单元构成 实际上本专利技术组合物可使用具有任何分子量的n-链烷烃内酰胺取代的聚合物。所述分子量可在宽范围内变化，具体可从约7,000到约2,000,000。优选选择在约45,000到约2,000,000间的分子量。可自由选择n-链烷烃内酰胺取代的聚合物的量。优选相对于所述热塑性聚合物的重量来说，所述用量为0.01-10％重量，优选所述用量为0.1-5％重量。本专利技术定义的n-链烷烃内酰胺取代的聚合物还包括含少量杂质或未反应单体的n-链烷烃内酰胺取代的聚合物，例如具有少量如1％重量以下(相对于所述n-链烷烃内酰胺取代的聚合物的重量计算)的2-吡咯烷酮的PVP。任何本领域技术人员所熟悉的热塑性聚合物均可用作本专利技术组合物中的热塑性聚合物(A)。优选选择缩聚物，特别是聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺。适合的聚酯的例子有聚对苯二甲酸(环)亚烷基酯或其与间苯二甲酸的共聚聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCT)；聚萘二甲酸亚烷基酯，如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丙二醇酯(PPN)和聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)；聚二苯甲酸亚烷基酯，如聚二苯甲酸乙二酯和所述聚酯的共聚聚酯。优选选择PET、PBT、PEN或PBN。同样适合的还有嵌段共聚聚酯，所述共聚聚酯除了选自前述组的硬聚酯链节外，还包含衍生自至少一种聚醚或脂族聚酯的软聚酯链节。这种具有弹性的嵌段共聚聚酯的例子描述于John Wiley & Sons公司出版的“聚合物科学和工程百科全书(Encyclopedia of Polymer Scienceand Engineering)”的12卷75页起(1988)和Hanser Verlag出版的“热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomers)”的第8章(1996，第二版)，其相关内容理解为已经述及。适合的聚酰胺的例子有脂族聚酰胺，如PA-6、PA-6，6、PA-9、PA-11、PA-4，6；基于2-甲基戊二胺和己二酸的聚酰胺及其共聚酰胺；基于芳族二羧酸(如间苯二甲酸和对苯二甲酸)和脂族二胺(如己二胺)的半芳香族聚酰胺，如PA-6/T、PA-6.6/T、PA-6/6.T、PA-6，6/6，T、PA-6，6/6/6，T、PA-6T/6I、PA-6本文档来自技高网...

【技术保护点】
阻燃热塑性组合物，所述阻燃热塑性组合物至少包括：（Ａ）一种热塑性聚合物和（Ｂ）一种阻燃体系，其特征在于：所述组合物还包含（Ｃ）ｎ－链烷烃内酰胺取代的聚合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JHG奥滕海姆，
申请(专利权)人：DSM有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]