无卤的阻燃剂组合物，包含其的热塑性组合物以及生产组合物的方法技术

本发明专利技术涉及无卤或实质上无卤的阻燃剂组合物，其包含以下的共混物（ｉ）至少一种高炭化聚合物，（ｉｉ）至少一种低挥发性磷酸酯，和（ｉｉｉ）　至少一种分裂出高挥发性含磷片段的化合物。本发明专利技术还涉及阻燃型热塑性组合物，其中将阻燃剂组合物与至少一种热塑性树脂（ｉｖ）优选聚苯乙烯树脂共混合。本发明专利技术还涉及生产阻燃剂组合物和包含阻燃剂组合物的热塑性组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无卤或实质上无卤的阻燃剂组合物，和包含该组合物 的阻燃型热塑性组合物。特别地，本专利技术涉及无卤或实质上无卤的阻 燃剂组合物，该组合物包含以下的共混物，(i)至少一种高炭化聚合物， (ii)至少一种低挥发性磷酸酯，和(iii)至少一种分裂出高挥发性的含磷片 段的化合物。本专利技术还涉及包括上述阻燃型组合物与至少一种热塑性 树脂优选聚苯乙烯树脂共混的热塑性阻燃型组合物，以及生产该组合 物的方法。
技术介绍
用于生产具有阻燃特性的热塑性塑料的常规方法是引入卤代化合 物。更具体地说，在这种热塑性树脂中已经使用芳族多溴化化合物作 为阻燃添加剂。通常是金属氧化物的增效剂与多溴化化合物组合物使 用以实现更好的阻燃特性。普遍接受的是这些产品阻止了当点燃时在 燃烧中发生的自由基气相反应。因此，卤化阻燃剂是最通常使用的用 于不同类型的聚合物型材料的添加剂。然而，在最近大约十五年期间， 已经对卤化阻燃剂进行了更详尽的研究，并且它们中的一些已由于生 态学原因被取缔使用。此时，阻燃剂工业处在要选择对环境无害的阻 燃添加剂的压力下。含磷产品是这种卤化阻燃剂的合理替代品。在一些应用中，含磷 添加剂至少表现出与卤化添加剂一样的作用，尽管含磷添加剂不常使用。这些含磷添加剂可通过凝固相和气相反应的组合提供阻燃活性(E.D. Weil, W. Zhu, N. Patel禾卩S. M. Mukhopadhyay, Polymer Degradation and Stability, 1996， vol. 54， pp.l25陽136)。含磷产品在燃烧期间能与聚合物反应并增加其碳化同时降低挥发性可燃气体的产生。这些过程显然根据其中使用了这种添加剂的聚合物的不同而异。因此，必须为每种类型的聚合物定制特定的含磷结构。含磷添加剂的气相作用更具一般性， 因为其不依赖聚合物类型的不同而异。在现有技术中关于在热塑性树脂中使用两种或多种含磷阻燃添加剂的组合的描述相对广泛。例如，美国专利4,257,931和5,814，690，(各 自内容作为参考并入本文)，英国专利公开2,330,583，德国专利公开 44,26,010，法国专利公开2,781,807，日本专利10,287,761， 10,316,813, 11,116,817, 11,181,199禾口 11，302，656，欧洲专利公开897,413， 896,023, 899,296和947,560，以及PCT国际专利公开WO 98/39 381， WO 98/53 002, WO 99/27 016和WO 99/28 382都描述了两种或多种含磷阻燃剂的 组合。然而，现有技术中公开的组合使用相对大量的这些含磷添加剂。 这些添加剂中的一些在聚合物中具有有限的溶解度，特别是在半晶态 聚合物中，因此倾向于移向聚合物表面。这种移动现象不利地影响了 聚合物产品的表面外观和燃烧性能。如果含磷添加剂或添加剂的组合 在聚合物中可溶，则他们倾向于使聚合物增塑，并降低聚合物的热性 质，诸如热变形温度。已经进行了大量的尝试企图通过使含磷单元共 聚进入聚合物链而解决这些问题，但是在商业上仅获得较少到中等的 成功。(例如参见E.D. Weil, Phosphorus-Containing Polymers, 在the Kirk-Othmer Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, John Wiley, New York, 1990， pp. 96-126)。这些化合物在商业上不成功 的原因是因为它们的高成本和在所得聚合物组合物的物理性质方面的 降低。现有技术中描述的另一种方法涉及将高炭化聚合物和含磷添加剂 组合，所述含磷添加剂一般与高炭化聚合物是相容的。例如，美国专 利6,569,928 (其内容作为参考并入本文)描述了使用在主聚合物骨架内含有苯环的高炭化聚合物与含磷添加剂的组合。这种组合的添加剂 被施用于半晶态聚酯中，与使用含磷添加剂而不结合使用高炭化聚合 物相比，这种组合防止了含磷添加剂向表面的移动。然而，该专利中 描述的阻燃剂组合物限于聚酯，并且有机添加剂必须具有被直接引入 有机磷酸酯主链内的苯环。还需要较高浓度的阻燃剂，因此使得与市 场上现有的其它产品相比，使得该组合物不具有商机。现有技术中描述的另一个方法涉及将高炭化聚合物与作为阻燃剂的金属垸基-烷基膦酸酯的组合。例如，欧洲专利公开0,356,634描述了 使用高抗冲聚苯醚，其包括铝-甲基-甲基膦酸酯作为阻燃剂和具有 12-20个碳原子的脂肪酸或其盐。使用脂肪酸用于增加从所得组合物制 备的制品的冲击强度，而不显著影响制品的阻燃性。该欧洲专利另外 讨论了通过任选地添加四芳基亚苯基二磷酸酯强化含脂肪酸的组合物 的阻燃活性。美国专利6,258,879和6,486,244 (各自内容作为参考并入本文) 公开了制造聚苯醚树脂和有机磷酸酯的浓縮物的方法。该浓縮物最后 被研磨成粉末，其含有低于5重量％的粒度低于约75微米的粒子。该 研磨过程帮助减少化合所需的能量，并避免了与潜在的空气中带有的 粉末的操作有关的爆炸风险。这些组合物通常还要求高的磷酸酯含量 以表现出可接受的阻燃特性。鉴于上述，仍然需要一种阻燃剂组合物，其可与热塑性树脂共混， 以生产在环境上更被接受的阻燃型热塑性组合物，该组合物具有高的 阻燃特性，不具有向聚合物表面移动的组分，需要较少的磷酸酯物质 的载荷，使得与目前市场上在售的其它热塑性组合物相比更为经济。 本专利技术的无卤或实质上无卤的阻燃剂组合物和得到的阻燃型热塑性组 合物具有这些特征以及其它特征，并此克服与现有技术中描述的阻燃剂组合物有关的问题。专利技术概述本专利技术涉及无卤或实质上无卤的阻燃剂组合物，其包括(i)至少 一种高炭化聚合物，(ii)至少一种低挥发性磷酸酯，和(m)至少一种分裂 出高挥发性含磷片段的化合物。本专利技术还涉及阻燃型热塑性组合物，其包括有效量的上述阻燃剂 共混物和至少一种热塑性聚合物优选聚苯乙烯树脂。根据本专利技术，热塑性组合物由于其中引入了至少一种低挥发性磷 酸酯、至少一种高挥发性化合物和至少一种高炭化物质而表现出高阻 燃性。本专利技术的另一个优点是低挥发性磷酸酯和高挥发性磷基组分不 以任何明显程度向聚合物表面移动。高炭化聚合物或高炭化聚合物的 共混物提供了单独相，用于更好地溶解含磷添加剂，以及提供了与含 磷添加剂的协同阻燃效果。本专利技术的阻燃剂共混物的另一个优点是该共混物具有可容易地与 目标热塑性树脂共混和加工的稠度。本专利技术的阻燃剂共混物的另一个 优点是在组合物中保留有高挥发性化合物(iii)并且在加工过程中不蒸 发跑掉，从而导致附加的阻燃特性。本专利技术的另外的细节和优点进一步如下所述。
技术实现思路
本专利技术涉及无卤或实质上无卤的机械共混的阻燃剂组合物。特别 地，本专利技术涉及阻燃型组合物，其包括以下的共混物(i)至少一种高炭化聚合物，(ii)至少一种低挥发性磷酸酯，和(m)至少一种分裂出高挥发性含磷片段的化合物。本专利技术还涉及阻燃型热塑性组合物，其包括 有效量的本专利技术的阻燃剂共混物和至少一种热塑性聚合物诸如聚苯乙 烯树脂，优选高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。本专利技术中，术语"热塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
无卤或实质上无卤的阻燃剂组合物，其包括以下的共混物：（ｉ）至少一种高炭化聚合物，（ｉｉ）至少一种低挥发性磷酸酯，和（ｉｉｉ）至少一种分裂出高挥发性含磷片段的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚强，谢尔盖V列夫奇克，杰拉尔德R阿莱西奥，
申请(专利权)人：苏普雷斯塔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]