取代的磷腈化合物以及它们作为有机聚合物阻燃添加剂的用途制造技术

被含磷基团取代的环磷腈化物是用于有机聚合物的有效阻燃剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】取代的磷腈化合物以及它们作为有机聚合物阻燃添加剂的用途本专利技术涉及用于有机聚合物的阻燃添加剂，并且特别是磷腈型阻燃添加剂。阻燃(FR)添加剂一般被加入用于建筑，汽车，电子，电学层压体，电线和电缆，纺织品以及其它应用中的聚合物产品中。FR添加剂提高聚合物体系的极限氧指数(L0I)，允 许由这些聚合物体系制成的物品通过标准的防火测试。多种低分子量(< 1500g/mol) 溴化的化合物被用作用于有机聚合物的FR添加剂。它们中的很多例如六溴环十二烷和多 溴二苯醚，正处于可导致其使用被限制的监管压力以及公众压力下，因而寻找它们的取代 物就有了动机。多种磷化合物已经被作为FR添加剂使用。所述磷化合物包括有机磷酸酯，膦 酸酯以及磷酰胺，它们中的一些已经在美国专利Nos. 4，070, 336和4，086，205，以及在 "The Chemistry and Use of Flame Retardants (阻燃剂的化学和应用)”，J. W. Lyons， 第 2 章Chemistry of Fire Retardants Basedon Phosphorous (基于憐的阻燃剂化 学)p. 29-74(1987)中有所描述。另外的商业可用的FR添加剂是2，2 ‘-氧双(2，2' -oxybis[5,5-dimethyl-l,3, 2-dioxaphosphorinane2, 2‘ —disulfide)，其具有以下结构 这些化合物倾向于提供中等的阻燃性，并通常不如六溴环十二烷或其它溴化的FR 添加剂有效。磷腈是一类包含磷和氮原子交替排列的链的磷化合物。磷腈可以是线性或环状结 构。两种类型中的某些化合物都已被尝试作为FR添加剂在特定的聚合物体系中使用。美国 专利No. 3，994，996描述了具有通过Ρ_0_Ρ键结合在一起的多个环磷腈部分的化合物。这 些化合物据称是有用的人造纤维FR添加剂。在美国专利No. 4，864，047中，氨基苯氧基环 三磷腈据称是有用的聚苯乙烯阻燃剂。美国专利No. 6，265，599描述了含氨基的环磷腈作 为聚氨基甲酸酯和环氧树脂的阻燃剂。EP 0 214 351描述了含硫的环磷腈作为丙烯酸酯 和甲基丙烯酸脂树脂的阻燃剂。JP 2004-051697Α描述了某些其它的环磷腈作为多种聚合 物的FR添加剂，所述聚合物包括聚烯烃，聚苯乙烯和苯乙烯共聚物，聚碳酸酯，聚(对苯二 甲酸乙二醇酯)，聚丁二烯，聚酰胺，环氧树脂和不饱和聚酯以及其它。JP 2001-018475ΑΑ 描述了用含磷基团和/或含氮基团取代的环磷腈。这些都被描述为用于多种聚合物的阻燃 剂，与那些在UP 2004-051697中所描述的相似。JP 51-037149Α, JP 2001-200151Α和美国 公开申请No. 2005-0245670都描述了某些取代的环磷腈作为用于聚碳酸酯树脂组合物中 的FR添加剂。尽管有许多像这样的尝试，磷腈化合物几乎还没有发现在商业的成功。虽然磷腈 化合物可以提供阻燃性(如某些标准测试显示)，它们往往不具有良好FR添加剂的其它必要属性。在某些情况下，磷腈化合物实在太昂贵而无法实际应用。很多磷腈FR添加剂已经 被发现为效率低，并且需要相当大的添加量以达到有效。有时，磷腈化合物不能充分地掺混 于特定的有机聚合物中。正因为如此，很难将磷腈化合物均勻地分散在聚合物中。这就导 致了不一致的性能，以及在某些情况下随着时间的推移FR添加剂由于渗出或其它过程而 从聚合物中损失。不好的可混性还可能导致严重的处理问题。在某些情况下，有效量的磷 腈化合物因为不好的可混性而无法被弓I入聚合物中。某些磷腈FR添加剂还存在另一问题它们在某些有机聚合物进行熔化处理的温 度不是热稳定的。特别是当聚合物在高于大约230°C的温度进行熔化处理时。很多磷腈化 合物在这种温度下开始降解，导致了分解产物的形成，并且当然，添加剂的损失。令人想要的是提供可选择的FR添加剂以用于有机聚合物，特别是发泡聚合物。当 以合理的低水平被混入聚合物时，FR添加剂应该能够提高聚合物体系的L0I。类似地，当同 样以合理的低水平存在时，FR添加剂应该能够赋予聚合物体系良好的灭火特性(如采用标 准测试方法确定的)。因为在很多情况下FR添加剂最便于加入有机聚合物的熔融物中，否 则(或另外)存在于随后的熔化处理操作中，FR添加剂在聚合物进行熔化处理的温度应该 是热稳定的。优选地，FR添加剂在至少230°C的温度时应该是热稳定的。专利技术概述本专利技术的一个方面是以结构I表示的磷腈化合物 其中(l)m 是 3-20 的数字，(2)每个Q基团是Q1基团或Q2基团，条件是磷腈化合物上至少一个Q基团是Q1基 团并且磷腈化合物上至少一个Q基团是Q2基团，(3)每个Q1基团独立地为以结构II表示的磷酸酯基团 其中每个R独立地为未取代的或取代的不含卤素原子的烃基基团，(4)每个Q2基团是未取代的或取代的不含磷原子和卤素原子的芳氧基或烷氧基基 团，(5)与任何特定的磷原子结合的Q基团可以形成包括该磷原子的环结构，并且(6)环磷腈添加剂包含至少7%以重量计的磷原子。本专利技术的一个方面是一种聚合物组合物，该组合物包含在其中已经混入有效量的 以结构I表示的环磷腈添加剂的可燃聚合物 其中(l)m 是 3-20 的数字，(2)每个Q基团是Q1基团或Q2基团，条件是磷腈化合物上至少一个Q基团是Q1基 团并且至少一个Q基团是Q2基团，(3)每个Q1基团独立地为以结构II表示的磷酸酯基团 其中每个R独立地为未被取代的或取代的不含卤素原子的烃基基团，(4)每个Q2基团是未被取代的或取代的不含磷原子和卤素原子的芳氧基或烷氧基基团，(5)与任何特定的磷原子结合的Q基团可以形成包括该磷原子的环结构，并且(6)环磷腈添加剂包含至少7%以重量计的磷原子。在另一方面，本专利技术是以结构I表示的磷腈化合物 其中(l)m 是 3-20 的数字，(2)每个Q基团是Q3基团或Q4基团，条件是磷腈化合物上至少一个Q基团是Q3基 团并且磷腈化合物上至少一个Q基团是Q4基团，(3)每个Q3基团独立地为被至少一个磷原子取代并且不含卤素原子的芳氧基或烷氧基基团，(4)每个Q4基团独立地为不含磷原子和氮原子的芳氧基或烷氧基基团，(5)与磷腈环中任何特定的磷原子结合的Q基团可以形成包括该磷原子的环结 构，并且(6)环磷腈添加剂包含至少7%以重量计的磷原子。在再一方面，本专利技术是聚合物组合物，该组合物包含在其中已经混入有效量的以 结构I表示的环磷腈添加剂的可燃聚合物 其中(l)m 是 3-20 的数字，(2)每个Q基团是Q3基团或Q4基团，条件是磷腈化合物上至少一个Q基团是Q3基 团并且磷腈化合物上至少一个Q基团是Q4基团，(3)每个Q3基团独立地为被至少一个磷原子取代且不含卤素原子的芳氧基或烷氧基基团，(4)每个Q4基团独立地为不含磷原子和氮原子的芳氧基或烷氧基基团，(5)与磷腈环中任何特定的磷原子结合的Q基团可以形成包括该磷原子的环结 构，并且(6)环磷腈添加剂包含至少7%以重量计的磷原子。所述的磷腈化合物是有用的阻燃剂，可用于多种有机聚合物，包括工程热塑材料 例如聚碳酸酯，聚(对苯二甲酸丁二醇脂)以及聚酰胺。这些磷腈化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
用以下结构表示的磷腈化合物：　　＊＊＊　　其中：　　（１）ｍ是３－２０的数字，　　（２）每个Ｑ基团是Ｑ↑［１］基团或Ｑ↑［２］基团，条件是所述磷腈化合物上至少一个Ｑ基团是Ｑ↑［１］基团并且所述磷腈化合物上至少一个Ｑ基团是Ｑ↑［２］基团，（３）每个Ｑ↑［１］基团独立地为以结构Ⅱ表示的磷酸酯基团：　　＊＊＊　（Ⅱ）　　其中每个Ｒ独立地为未取代的或取代的不含卤素原子的烃基基团，　　（４）每个Ｑ↑［２］基团是未取代的或取代的不含磷原子和卤素原子的芳氧基或烷氧基基团，　　（５）与任何特定的磷原子结合的Ｑ基团可以形成包含该磷原子的环结构，并且　　（６）环磷腈添加剂包含至少７％以重量计的磷原子。

【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：肯尼春晖苏，金德尔乔，朱尼乐朱，唐晓珍，波拉里斯白，斯蒂文刘，赖史耀，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]