阻燃剂、其制备方法和包含该阻燃剂的制品技术

在其组分的化学组成中包含铁和氯的阻燃剂的制备方法，所述方法至少包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻燃剂、其制备方法和包含该阻燃剂的制品
[0001]本专利技术属于阻燃剂
，特别是含有火焰毒物的阻燃剂和阻燃剂混合物。本专利技术涉及适合作为阻燃剂的火焰毒物，其中该火焰毒物表现出良好的基材涂层能力以及与涂料或模塑组合物的良好混溶性。以相对于基材或基质的低重量比提供阻燃性。
[0002]背景
[0003]阻燃剂抑制、压制或延缓易燃材料的点燃并防止火灾蔓延。它们干扰对火灾发展很重要的自由基过程，充当化学冷却剂和/或在火和易燃材料之间形成屏障。
[0004]包含火焰毒物的阻燃剂被广泛研究。当火焰毒物在火灾发展的初始状态有效地干扰材料的热氧化时，可以改进炭产量。为了有效，火焰毒物需要具有一定的挥发性。挥发性使火焰毒物与在火焰条件下和火灾发展过程中形成的可燃降解产物相互作用。
[0005]卤化阻燃剂，尤其是溴化阻燃剂可作为火焰毒物。“Hans Zweifel等,Plastic Additives Handbook,第5版,Hanser Publishers Munich,第681
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689页)中给出了概述。US2019202972A教导了含有溴化阻燃剂的聚氨酯泡沫。US2019185669A公开了一种阻燃聚酰胺组合物，其包含对苯二酚双(二苯基磷酸酯)和至少一种溴化阻燃剂。US2018135239A教导了一种适用于纺织品涂层的阻燃剂组合物，其包含溴化阻燃剂、有机磷酸酯和作为氮和无机磷源的阻燃剂。EP 3063216 B1公开了含有溴化苯乙烯
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丁二烯共聚物并具有增强的泡孔尺寸均匀性的泡沫苯乙烯聚合物。CN 108659445 A和CN 109180881 A教导了包含溴化阻燃剂的基于苯乙烯的聚合物材料的制造。
[0006]氧化锑通常与溴化阻燃剂一起用作增效剂。US 2014371366 A公开了一种阻燃聚酯组合物，其包含聚酯、溴化阻燃化合物、锑阻燃化合物和碱金属碳酸盐。US 2015302952 A公开了一种具有绝缘导体的电缆，所述绝缘导体被包括聚烯烃、溴化阻燃剂和三氧化锑的介电材料包围。
[0007]氧化锑增效剂和溴化化合物通过形成溴化锑(SbBr3)一起提供阻燃性。SbBr3在大气压下的沸点为280℃，因此具有足以干扰挥发性可燃降解产物在火焰条件下的热氧化的挥发性。可以由氧化锑增效剂和氯化化合物形成的SbCl3在大气压下的沸点为220℃，并以类似的方式工作。
[0008]锑的主要缺点是它作为重金属的地位，从环境角度来看，它在工业中的接受度有限。对于在环境中持久存在和/或可以生物积累的溴化或氯化物质也是如此。研究了其中一些溴化或氯化物质关于内分泌和甲状腺功能紊乱、对免疫系统的影响、生殖毒性、癌症、对胎儿和儿童发育以及神经功能的不利影响。
[0009]火焰毒物效应可以由当经受超过200℃或300℃的温度时吸热分解并放出水的化学物质提供。实例是镁和铝的氢氧化物，还有各种碳酸盐和水合物，例如碳酸钙镁石和水菱镁矿的混合物。吸热反应从基材带走热量，从而冷却材料。形成的水可作为有效的自由基清除剂和火焰毒剂。WO 15092209 A1涉及一种不含卤素的防火热塑性组合物，其由在基于乙烯的聚合物和共聚物中的50
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75wt％w/w的防火填料组成。防火填料选自氢氧化铝、水菱镁矿、片钠铝石、氢氧化镁、碳酸镁低水合物、勃姆石、氢氧化钙或碳酸钙镁石。TW 20101287 A公开了一种不含卤素的阻燃聚氨酯树脂，包含选自金属氢氧化物或金属氧化物的无机阻燃
剂。KR 20090097284 A公开了一种用于阻燃膨胀构件的组合物，包含11
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70wt％的非交联聚合物、20
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80wt％的无机阻燃剂、5
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30wt％的发泡剂，和0.2
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10wt％的润滑剂。无机阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钾、碱式碳酸镁、水滑石、碳酸钙镁石和水菱镁矿。为了获得可接受的阻燃效果，必须使用高负载的无机阻燃剂。
[0010]CN 104893567A、CN 103524840A、CN 102977585 B和RU 2495894 C公开了包含含氯物质和铁的氧化物的阻燃聚合物组合物。然而，在这些聚合物组合物中必须使用大量已知且高效的阻燃剂，例如多磷酸铵、硼酸锌和/或三氧化锑和溴化阻燃剂的组合。
[0011]US 4024093公开了阻燃聚合物组合物，其包含有机铁盐以及氯化和/或溴化阻燃剂还有由35wt％的聚苯醚树脂和65wt％的含有约9wt％聚丁二烯的聚苯乙烯组成的聚合物共混物。聚苯醚树脂是一种低可燃性树脂，在组合物中是必须的。实施例中使用高负载的氯化和/或溴化阻燃剂(14
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37phr；“每百份树脂”)和非常低负载的硬脂酸铁(0.5phr)。从环境的角度来看，阻燃聚合物树脂中高达37phr的氯化化学物质的水平现在是不可接受的。没有显示对木材、纸板或其他基于纤维素的材料的阻燃效果。
[0012]需要提供一种环境可接受的火焰毒物，其在低负载下用作可燃材料的阻燃剂。
[0013]目的
[0014]因此，本专利技术的一个目的是提供阻燃剂，其用作火焰毒物并且在低负载下赋予可燃材料阻燃性。另一个目的是提供制备阻燃剂的方法。更进一步的目的是通过例如但不限于涂覆或与阻燃剂混合的方法来改进易燃材料的耐火性。
[0015]本专利技术
[0016]上述目的通过如权利要求1所定义的方法实现，其代表本专利技术的第一方面。
[0017]根据另一方面，本专利技术涉及如权利要求14所定义的阻燃剂或阻燃剂混合物中的组分。
[0018]根据还一方面，本专利技术涉及如权利要求18所定义的阻燃剂或阻燃剂混合物中的组分的用途。
[0019]本专利技术不同方面的优选实施方案由从属权利要求公开。
[0020]除非另有说明，本申请中提及的所有组分和物质的百分比均按重量计。
[0021]从环境角度来看，作为火焰毒物的氯化铁(III)(三氯化铁，FeCl3)比SbCl3或SbBr3更容易接受。FeCl3在大气压下的沸点为315℃，与SbBr3的沸点(280℃)相差不远，如上所述，它是一种极好的火焰毒物。然而，FeCl3至少与卤化锑一样具有腐蚀性。因此，直接用于阻燃组合物将是一个挑战。由于Fe
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O
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Fe键的稳定性，因此由氧化铁和氯化化合物形成FeCl3的速度很慢。令人惊讶地发现，与反应性氯化合物混合的新制备的铁的氢氧化物、有机铁盐或混合的铁的氢氧化物/有机盐可以在加热时形成FeCl3。该反应足够快，以形成足够的火焰毒物FeCl3，从而为可燃材料提供阻燃性。反应性有机氯化合物可包含至少一个解离能低于氯甲烷中共价C
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Cl键解离能的共价C
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Cl键。C
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Cl键中的碳类型可以选自苄基碳、仲碳、叔碳或烯丙基碳。由于在火焰条件下持续降解，因此反应性有机氯化合物可能变得更具反应性。一个实例是聚氯乙烯的热降解，它在降解和氯化氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.在其组分的化学组成中包含铁和氯的阻燃剂的制备方法，其特征在于所述方法至少包括以下步骤：
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提供含铁化学物质，
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提供含氯化学物质，以及
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混合所述含铁化学物质和所述含氯化学物质，
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由此获得能够在随后加热时在形成至少部分挥发性的氯化铁的情况下反应的混合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中在将制备的阻燃剂加热到150℃或更高的温度时，除了氯化铁之外还形成炭。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述混合物是均匀的，平均畴尺寸优选小于500nm，更优选小于100nm，最优选小于20nm。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含铁化学物质选自氢氧化铁、羧酸铁、取代羧酸的铁盐、取代羧酸的铁配合物、氢氧化铁羧酸盐、铁磷酸酯、柠檬酸铁、葡萄糖酸铁、硅酸铁、具有含氮配体的铁配合物和包含至少一个Fe
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O
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Si、Fe
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O
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Al、Fe
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O
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Ti、Fe
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O
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C或Fe
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O
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P类型的共价键的铁物质。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述混合物在所述含铁化学物质和/或所述含氯化学物质的化学组成中包含碳和氢，并且其中所述混合物中C:H的原子比为大于0.50，优选大于0.67，更优选大于0.83，最优选大于1.0。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含氯化学物质是氯化糖或来自糖或甜味剂生产的氯化废产品或中间体。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含氯化学物质是在其化学组成中包含氮的物质，其至少部分地是氯与氮的摩尔比为1:1000至1:1的盐酸盐或季盐。8.根据权利要求7所述的方法，其中在其化学组成中包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：克林格伯格产品公共有限责任公司，
类型：发明
国别省市：