阻燃弹性体胶乳制造技术

公开一种使用有机粘土的水分散体和常规非卤化阻燃剂作为阻燃剂的非卤化弹性体胶乳，其中，因为使用有机粘土而使常规非卤化阻燃剂的需要量小于常规用量。该胶乳可成为薄膜、片材或其他制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及因为使用非卤化阻燃剂而阻燃的弹性体的含水胶乳。
技术介绍
弹性体，通常是苯乙烯_ 丁二烯橡胶(SBR)的含水胶乳通常用于要求阻燃性的应 用，例如，无论是织造或非织造的地毯背衬、布料和织物。过去，由卤化添加剂，例如都与氧 化锑组合的氯化SBR胶乳或溴化添加剂提供阻燃性。对于含卤化物质的材料在占用的建筑物或其他结构中燃烧的担心已经导致卤化 阻燃添加剂转向非卤化化合物如三水合铝(ΑΤΗ)。为提供足够阻燃性，在SBR胶乳中包含高 填充量的ΑΤΗ，当形成为地毯背衬、布料或织物时，可惜降低胶乳所需的其他物理性质，增加 了重量、成本以及处理和回收问题。专利技术概述本领域需要一种含非卤素阻燃剂而又保持SBR胶乳的物理性质的SBR胶乳。出乎意料地，本专利技术已通过使用有机粘土作为非卤素阻燃剂与浓度显著降低的 ATH组合，使SBR胶乳的物理性质没有下降而解决了这一问题。“非卤化”表示在阻燃剂组合物中不包含有意含有的任何卤素。因此，本专利技术一个方面是非卤化的胶乳，其包含(a)弹性体胶乳粘合剂；(b)非卤 素阻燃剂，其选自三水合铝、氢氧化镁，或它们的组合；和有机粘土。较好地，有机粘土是插入多电荷(multi-Charged)间隔/偶联剂，其包含具有至少 一个铵离子和至少一个氧鐺离子的多鐺离子化合物。还较好地，有机粘土是分散体，其中使用同时具有胺端基和羧端基的插入剂形成 有机粘土。本专利技术的另一个方面是包含非卤化胶乳覆盖其至少一个表面的建筑材料。以下在讨论实施方式时说明本专利技术的特征和优点。本专利技术实施方式弹件体胶乳在干燥时具有弹性体性质的任何常规胶乳是用于本专利技术的候选材料。无论其性质 是热塑性或是热固性的，弹性体和硫化橡胶都在考虑之列。热塑性弹性体的非限制性例子包括苯乙烯嵌段共聚物如苯乙烯_ 丁烯_苯乙烯 (SBS)，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIBS)，以及乙 烯、丙烯和二烯的三元共聚物(EPDM)。热塑性硫化橡胶的非限制性例子包括聚烯烃连续相和交联的EPDM，SBR, 丁基橡胶或聚丁二烯非连续相。其他弹性体胶乳固体的非限制性例子包括丁腈橡胶(NBR)，天然橡胶(NR)，聚氨酯分散体(PUD)，丙烯酸类聚合物，苯乙烯化丙烯酸类聚合物，以及聚异戊二烯(IR)。弹性体的平均粒度约在10纳米至300微米范围，优选约为50-500纳米。胶乳的弹性体固含量在约20-70%范围，优选约为40-60%。所述胶乳其余部分可 以是载体，通常是水与表面活性剂以及其他任选的组分。非卤化的阻燃剂三水合铝是熟知的非卤化阻燃剂。本专利技术的一个特征是，本领域技术人 员不需要替代其受欢迎的商业来源的ATH ；因为使用包含在胶乳中的有机粘土的水分散体 为第二阻燃剂，对ATH需要量较小。商业可获得的ATH来源包括雅宝公司(Albemarle Corporation)，Niknam化 学品公司(Niknam Chemicals)，阿玛特斯有限公司(Almatis，Inc.)和J. Μ·赫伯公司 (J. Μ. Huber)。氢Mi^氧氧化镁也是熟知的非卤化阻燃剂。正如ATH的情况，本专利技术的特征是 仍可以使用受欢迎的商业来源的氢氧化镁。因为使用包含在胶乳中的有机粘土的水分散体 为第二阻燃剂，对氢氧化镁需要量较小。商业可获得的氢氧化镁来源包括M M公司(Martin Marietta)，雅宝公司，Sakai 和 AMMAT 技术有限公司(AMMAT Technology Co.，LTD)。有机粘土的水分散体有机粘土通过水分散体形式加入弹性体胶乳。有关有机粘土水分散体的详细描述 可参见同时待审、共有的美国专利申请60/969，632 (通过参考结合于此)，该申请将成为同 时待审、共有的PCT专利申请PCT/US2008/074，390。在此提供对说明的概述。用于水分散体的载体任何水基载体是用于有机粘土的水分散体的候选物。有许多原因会使聚合物涂料 体系领域的普通技术人员依据要在基材上形成的涂层而选择纯水或去离子水作为载体或 者选择水和挥发性有机溶剂的混合物。较好地，使用水。更优选使用去离子水。有机粘土有机粘土可从页硅酸盐类获得无机粘土，页硅酸盐类具有独特的形态，其特征是 其有一个尺寸在纳米范围。蒙脱石粘土是页硅酸盐粘土类中最常用的一种。蒙脱石粘土颗 粒常称作薄片，表示其为片状结构，其两个方向的尺寸远大于颗粒的厚度。任何与鐺离子间隔剂充分离子交换的可溶胀的层状硅酸盐是用于有机粘土的粘 土部分的候选材料。优选地，在内部的薄片面上进行离子交换可以将相邻页硅酸盐薄片之 间的层间间距增大至少约30纳米，优选至少约0. 5纳米。适用的可溶胀层状材料包括页 硅酸盐，如绿土粘土矿物如蒙脱石，特别是钠蒙脱石；镁蒙脱石和/或钙蒙脱石；囊脱石；贝 得石；铬岭石；锂蒙脱石；皂石；锌蒙脱石；sobockite ；富镁蒙脱石；svinfordite ；蛭石等。 其他适用的层状材料包括云母类材料，例如，伊利石和混合的层状伊利石/绿土矿物，例如 累托石，tarosovite，伊利石以及伊利石与上面名称的粘土矿物的掺混物。如果无机粘土被有机插入剂插入而成为有机粘土将变成有商业意义。插入剂是一 种粘土-化学复合物，其中，因插入剂对表面改性的过程，粘土通道(gallery)间距增大。在适当温度和剪切条件下，插入剂能够剥落在树脂基质中，例如LLDPE或其他聚乙烯中，或者 在本专利技术的情况，剥落在水基载体中。插入剂是有机化学物质或半有机化学物质，能够进入蒙脱石粘土通道并与表面结 合。剥落描述了有机粘土(经表面处理的无机粘土)在基质中的分散。在本专利技术的应用中， 有机粘土至少有某种程度的剥落。在剥落形式中，有机粘土薄片具有挠性片形结构，其值得注意的是片的尺寸非常 小，尤其是厚度。颗粒的长度和宽度在1. 5微米至十分之几微米的范围。但是。厚度之小令 人惊讶，测量仅约为1纳米(十亿分之一米)。这些尺寸导致很高的平均形态比(average aspect ratio) (200-500)。此外，极小的尺寸和厚度表示1克包含超过百万个独立颗粒。 纳诺卡公司(Nanocor，Inc.)在其商业产品中使用的特定插入剂的类型可以认为 是商业秘密。然而，通过比较其贸易文件与其专利文献，看来好像特别适用于本专利技术的插入 剂是一种包含至少一个铵离子和至少一个氧鐺离子的多鐺离子化合物的多电荷间隔/偶 联剂。从纳诺卡公司商业获得的一种有机粘土使用一种包含至少一个铵离子和至少一个氧 鐺离子的多鐺离子化合物的多电荷 间隔/偶联剂，这种有机粘土以Nanomer商标I. 24TL有 机粘土销售，特别被确定为适合用作与聚酰胺一起使用的反应器内的级别。如美国专利6，906，127 (Liang等)第8栏，52至67行；第9栏，第1-20行；和实 施例1所述的(其内容可具体通过参考结合于此)，优选的多电荷间隔/偶联剂可以是按照 第8栏60行所示的式2的包含至少两个伯、仲、叔或季铵、鳞、锍和/或氧鐺离子的多鐺离 子化合物。如实施例1所述，使用的插入剂是质子化氨基十二烷酸。因此，用于本专利技术的商业可得的有机粘土是使用具有下式的插入剂的插入物 其中，X+是铵基，Y+是氧鐺基，R是亚烷基、亚芳烷基或取代的亚烷基带电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非卤化胶乳，包含：（ａ）弹性体胶乳粘合剂；（ｂ）非卤素阻燃剂，其选自三水合铝、氢氧化镁、或它们的组合；和（ｃ）有机粘土。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-21 60/989,471一种非卤化胶乳，包含(a)弹性体胶乳粘合剂；(b)非卤素阻燃剂，其选自三水合铝、氢氧化镁、或它们的组合；和(c)有机粘土。2.如权利要求1所述的胶乳，其特征在于，所述有机粘土是有机粘土的水分散体，其包含(a)水基载体，和(b)含有多电荷间隔/偶联剂的有机粘土，所述多电荷间隔/偶联剂包含具有至少一个 铵离子和至少一个氧鐺离子的多鐺离子的化合物。3.如权利要求1或2所述的胶乳，其特征在于，所述弹性体胶乳粘合剂选自弹性体和硫 化橡胶。4.如权利要求3所述的胶乳，其特征在于，所述弹性体胶乳粘合剂是苯乙烯类的。5.如权利要求4所述的胶乳，其特征在于，所述弹性体胶乳是苯乙烯嵌段共聚物、苯乙 烯化丙烯酸类或苯乙烯_ 丁二烯橡胶。6.如上述权利要求中任一项所述的胶乳，其特征在于，所述弹性体的平均粒度约在10 纳米至300微米范围。7.如上述权利要求中任一项所述的胶乳，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：S霍顿，R格雷夫斯，
申请(专利权)人：普立万公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]