專利名稱：阻燃聚合物組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻燃聚合物組合物，它具有出色的阻燃性，它在燃燒時(shí)產(chǎn)生的腐蝕性氣體減少了，排放的煙霧也減少了。
背景技術(shù)：
聚合物材料例如用于絕緣材料，像電線和電纜、護(hù)套材料、電動(dòng)、電子和辦公自動(dòng)化設(shè)備的外殼和內(nèi)部組件、汽車內(nèi)部材料、建筑材料等時(shí)，為了防止火災(zāi)或火勢(shì)蔓延，人們期望這些聚合物材料是阻燃的。甚至通過立法要求許多聚合物材料在這樣的應(yīng)用中是阻燃的。在聚合物材料中已知使用的阻燃添加劑包括含鹵素阻燃劑、氫氧化鎂、氫氧化鋁，和含磷或磷/氮的化合物。但是，這些添加劑有一些缺陷。
少量的磷類阻燃劑，如磷酸酯或膦酸酯是有效的，但僅限于幾類聚合物，例如聚酰胺、聚碳酸酯和聚苯醚。通用聚合物，例如聚烯烴、聚酯和聚苯乙烯單獨(dú)使用時(shí)，它們實(shí)際上不產(chǎn)生任何的阻燃效果。
金屬氫氧化物阻燃劑，例如氫氧化鎂和氫氧化鋁是適合于聚烯烴的，但要求量大才有效，大量使用這種阻燃劑會(huì)損害該聚合物材料的機(jī)械性能、外觀和其他特性。它們不會(huì)放出煙霧或腐蝕性氣體，但難以達(dá)到高水平的阻燃性，例如薄壁物品(厚1.6mm或0.8mm)的UL-94V-0。
含鹵素阻燃劑有相對(duì)少量的添加劑可賦予更高水平的阻燃性(例如UL-94 V-0、V-1或V-2)，但有大量添加劑時(shí)，這些含鹵素阻燃劑燃燒會(huì)產(chǎn)生煙灰或煙。通常，含有含鹵素阻燃劑的聚合物材料需要協(xié)同添加劑，例如氧化銻。此外，含鹵素阻燃劑燃燒可能放出或多或少的酸性物質(zhì)和銻衍生物，它們會(huì)對(duì)著火地點(diǎn)附近人員身體健康或設(shè)備產(chǎn)生不利的影響。
因此，需要一種阻燃聚合物材料，有少量阻燃添加劑的阻燃聚合物材料可提供較高水平的阻燃性，并且放出較少的煙和較少的腐蝕性氣體。一種有希望滿足這種需要的方法是使用含鹵素阻燃劑，該阻燃劑顯著減少了溴含量，并且全部或部分取代了氧化銻。因此，曾公開的技術(shù)中，在交聯(lián)聚合物和彈性體中熱膨脹石墨和鹵素類阻燃劑并用可產(chǎn)生阻燃作用。
GB 2 248 030公開了一種含有磷-或溴-基阻燃劑的開孔交聯(lián)聚烯烴泡沫塑料。對(duì)于這種要經(jīng)受非常高溫度(1000℃)的泡沫塑料，該專利提出了用熱膨脹石墨(HEG)的粘合劑懸浮液涂布至少一部分泡沫塑料表面。因此，在這個(gè)系統(tǒng)中，HEG主要起防熱作用，它不與任何上述阻燃劑直接接觸，因此意味著它沒有起到任何阻燃作用。
WO 00/23513公開了一種涂布用于電磁干擾屏蔽應(yīng)用的金屬箔的粘合劑組合物，該粘合劑由丙烯酸基涂料、十溴苯醚(DECA)、三氧化銻和HEG組成。曾提到亞乙基雙(四溴鄰苯二甲酰亞胺)(稱之為SaytexBT-93)作為復(fù)合環(huán)氧組合物的溴源，該組合物已經(jīng)用含磷-阻燃劑-含增塑劑的HEG進(jìn)行阻燃(EP 0 814 121，1997)。BT-93與上述阻燃增塑劑、HEG、三水合鋁、硼酸鋅、磷酸蜜胺和其他添加劑一起使用。沒有提及HEG和BT-93單獨(dú)使用會(huì)產(chǎn)生阻燃作用的可能性。
IFK’99手冊(cè)(Handbook of IFK’99)(北京)發(fā)表了Tsu-Hwang Chuang和Wenieng Guo的論文，該論文描述了十溴苯醚與熱膨脹石墨并用對(duì)高填充交聯(lián)彈性體氧指數(shù)的有效性。這篇論文描述的組合物具有降低的彈性體(乙烯-丙烯-二烯單體橡膠)含量，并且在過氧化二枯基和硫作為交聯(lián)劑的存在下在相對(duì)低的溫度(最高150℃)下進(jìn)行加工。
通常，在阻燃聚合物組合物中，特別的阻燃添加劑可能具有很不相同的阻燃性能，這取決于聚合基體、其他添加劑和加工條件。因此，根據(jù)在該技術(shù)領(lǐng)域中積累的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，高填充交聯(lián)彈性體的有效阻燃添加劑添加到其他類的聚合物中時(shí)，該阻燃添加劑不會(huì)自動(dòng)地顯示出阻燃作用。這個(gè)結(jié)論對(duì)選自燃燒時(shí)不會(huì)形成焦或本身交聯(lián)的聚苯乙烯、聚烯烴和聚酯的聚合物是特別正確的。
本發(fā)明的目的是提供一種阻燃聚合物組合物，它具有出色的阻燃性，在燃燒時(shí)放出較少的酸性氣體和較少的煙。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種阻燃聚合物組合物，其中聚合物選自聚苯乙烯、聚烯烴和聚酯。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可得到具有上述性質(zhì)聚合物組合物的組合阻燃劑。
隨著所作的描述，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，熱膨脹石墨(HEG)和任何含鹵素阻燃劑在選自聚苯乙烯、聚烯烴和聚酯的聚合物中用作組合阻燃劑時(shí)，可為該聚合物組合物提供高度的阻燃性。
使用含鹵素阻燃劑(HFR)和HEG的組合阻燃劑，可實(shí)現(xiàn)該聚合物組合物的高水平阻燃性。在本發(fā)明的組合阻燃劑和阻燃聚合物組合物中不需要通常使用的其它FRs，如金屬氧化物，特別地三氧化銻(所謂的無銻阻燃聚合物組合物)。選擇性地，阻燃聚合物組合物中有含溴FR和金屬氧化物二者，但其量大大低于通常使用的量時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高水平的阻燃性(如下面所證明的)。
因此，本發(fā)明提供了阻燃聚合物組合物，它含有選自聚苯乙烯、聚烯烴和聚酯的聚合物，和含有熱膨脹石墨和至少一種含鹵素阻燃劑的組合阻燃劑。本發(fā)明的組合阻燃劑或者是無金屬氧化物的，特別是無氧化銻的，或者是含有極少量金屬氧化物，特別地氧化銻的組合。金屬氧化物可以例如是任何通常使用的金屬氧化物，它與含鹵素阻燃劑可以有協(xié)同作用。
鹵素-FR和金屬氧化物可以是單一組分或同類組分的混合物。熱膨脹石墨在受到室溫至900℃的驟熱時(shí)優(yōu)選地應(yīng)能改變其比容，其膨脹50倍或50倍以上。根據(jù)本發(fā)明，使用熱膨脹石墨以及含鹵素阻燃劑，可以達(dá)到a)從組合物中完全除去金屬氧化物，而含鹵素阻燃劑的鹵素含量保持在通常需要的水平，或甚至低于這個(gè)水平，即沒有HEG但有金屬氧化物時(shí)通常使用的水平(如下面所證明的)；或者選擇地，b)合用含鹵素阻燃劑和金屬氧化物，其中降低了鹵素和金屬氧化物的含量，甚至降低到通常需要含量的一半或不到一半(如下面所證明的)。
因此，本發(fā)明提供了一種阻燃聚合物組合物，它優(yōu)選地含有一種或多種聚合物，其特征優(yōu)選地在于該聚合物燃燒時(shí)不能自發(fā)形成焦或自動(dòng)交聯(lián)，并選自聚苯乙烯和/或聚酯和/或聚烯烴，以及含有或者兩種(HEG和含鹵素FR)或者三種(HEG、含鹵素FR和金屬氧化物)組分的組合阻燃劑。
因此，本發(fā)明提供了阻燃聚苯乙烯或聚酯組合物，它含有組分A選自聚苯乙烯或聚酯類的聚合物，其重量百分?jǐn)?shù)平衡到100重量％的以下組合阻燃劑組分B2-15重量％(優(yōu)選地2-6重量％)熱膨脹石墨，組分C含鹵素阻燃劑，其量相應(yīng)于2-11重量％(優(yōu)選地2-8.5重量％)鹵素；和任選地，組分D0-3.4重量％(優(yōu)選地0-2.2重量％)金屬氧化物。
本發(fā)明還提供一種阻燃聚烯烴組合物，它含有組分A選自聚烯烴類的聚合物，其重量百分?jǐn)?shù)平衡到100重量％以下組合阻燃劑組分B5-13.5重量％(優(yōu)選地6-8重量％)熱膨脹石墨，組分C含鹵素的阻燃劑，其量相應(yīng)于4-22重量％(優(yōu)選地5-15重量％)鹵素；和任選地，組分D0-7重量％(優(yōu)選地0-4重量％)金屬氧化物。
本發(fā)明阻燃聚合物組合物的組分A是一種聚合物(或聚合物的組合)，其特征在于該聚合物燃燒時(shí)不能自發(fā)形成焦或自動(dòng)交聯(lián)，它選自聚苯乙烯、聚烯烴和聚酯。
本發(fā)明的聚苯乙烯是由包括苯乙烯和甲基苯乙烯在內(nèi)的苯乙烯類單體生成的聚合物。該聚苯乙烯尤其包括苯乙烯均聚物、橡膠改性的高沖擊性聚苯乙烯(下面稱之“HIPS”)和丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(下面稱之“ABS”)。
本發(fā)明的聚烯烴是由包括乙烯或丙烯在內(nèi)的任何烯烴類單體生成的聚合物。聚烯烴尤其包括乙烯均聚物(稱之“HDPE”的高密度聚乙烯，下面稱之“LDPE”的低密度聚乙烯，稱之“LLDPE”的線性低密度聚乙烯)，丙烯均聚物(下面稱之“PP均聚物”)、丙烯與乙烯的嵌段共聚物或無規(guī)共聚物(下面稱之“PP共聚物”)。
本發(fā)明的聚酯是對(duì)苯二甲酸與乙二醇經(jīng)縮聚反應(yīng)所生成的聚合物。該聚酯尤其包括對(duì)苯二甲酸與乙二醇的縮聚產(chǎn)物(稱之“PET”的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)，或與丁二醇的縮聚產(chǎn)物(稱之“PBT”的聚對(duì)苯二甲酸丁二酯)。
本發(fā)明使用的聚合物(組分A)是燃燒時(shí)不能自發(fā)形成焦或本身交聯(lián)的聚合物。本發(fā)明并不局限于使用單一的聚合物，但所述的組分A可以是聚苯乙烯、聚烯烴和/或聚酯彼此兩種或多種的混合物，或可以是它們與能使最終聚合物組合物具有所期望阻燃性而選擇的聚合物或不同類聚合物的混合物。
本發(fā)明阻燃聚合物組合物的組分B是本技術(shù)領(lǐng)域中熟知的熱膨脹石墨，Titelman，G.I.Gelam，V.N.，Isaev，Yu.V和Novikov，Yu.N.在《材料科學(xué)評(píng)論》(Material Science Forum)，第91-93卷，第213-218頁(1992)和US 6 017 987中進(jìn)一步描述這種熱膨脹石墨。該熱膨脹石墨由天然石墨或人造石墨得到，在從室溫到900℃的快速加熱過程中，它沿晶體c軸方向膨脹(通過所謂的剝落或膨脹過程)。除了沿晶體c軸方向膨脹外，熱膨脹石墨也沿a軸和b軸方向有一點(diǎn)膨脹。剝落程度或HEG的膨脹性取決于在快速加熱期間除去揮發(fā)化合物的速度。本發(fā)明的膨脹率值涉及加熱到溫度900℃后達(dá)到的比容與室溫時(shí)的體積之比。本發(fā)明中，HEG比容變化優(yōu)選地不小于溫度變化范圍(室溫到900℃)的50倍。因?yàn)橐寻l(fā)現(xiàn)在從室溫到900℃快速加熱過程中，HEG比容增加至少50倍達(dá)到的阻燃度，比在上述加熱條件下可熱膨脹的，但比容增加小于50倍的石墨相比高得多，因此這樣一種膨脹率是優(yōu)選的。HEG重量損失10-40％是由于在上述加熱條件下，體積膨脹率為50倍或50倍以上時(shí)除去的揮發(fā)化合物。重量損失小于10％的HEG，在快速加熱過程中比容增加小于50倍。HEG重量損失增加達(dá)到40％以上，在上述加熱條件下實(shí)際上沒有導(dǎo)致進(jìn)一步改善聚合物組合物的阻燃性。
可以采用不同的方法生產(chǎn)本發(fā)明中使用的熱膨脹石墨，而這些方法的選擇并不關(guān)鍵。例如，氧化處理天然石墨或人造石墨便可得到這種熱膨脹石墨。例如，在硫酸中使用例如過氧化氫、硝酸之類的氧化劑或其他氧化劑處理可以進(jìn)行這種氧化反應(yīng)。在US 3 404 061或SU 1657 473和1 657 474中描述了一般通用方法。另外，如US 4 350 576所描述的，在酸性含水電解液或含水鹽電解液中可以陽極氧化石墨。在實(shí)踐中，商品級(jí)的熱膨脹石墨通常是通過酸性工藝生產(chǎn)的。
采用在硫酸中氧化作用或如前面所描述的類似方法生產(chǎn)的熱膨脹石墨可以略呈酸性，這取決于生產(chǎn)條件。熱膨脹石墨是酸性時(shí)，生產(chǎn)聚合物組合物的裝置可能會(huì)發(fā)生腐蝕作用。為了防止這種腐蝕作用，熱膨脹石墨應(yīng)該用堿性材料(堿性物質(zhì)，氫氧化銨等)進(jìn)行中和。
本發(fā)明使用的熱膨脹石墨粒度可影響HEG的膨脹度，而又影響所得到聚合物組合物的阻燃性。燃燒時(shí)HEG可熱分解成膨脹石墨焦，因此提供了絕熱作用，或另外的防護(hù)層，這樣阻止進(jìn)一步氧化。具有優(yōu)選粒度分布的熱膨脹石墨含有至多25重量％，更優(yōu)選地1-25重量％通過75目篩的顆粒。含有25重量％以上通過75目篩的顆粒的HEG，不會(huì)使比容按要求增加，因此不會(huì)提供充分的阻燃性。含量1重量％以下通過75目篩的顆粒的熱膨脹石墨，可輕微損害所得聚合物組合物的機(jī)械性能。應(yīng)如該技術(shù)領(lǐng)域中已知的那樣，HEG最大顆粒尺寸超過75目是為了避免損害聚合物組合物的性質(zhì)。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，為了防止較大顆粒對(duì)阻燃聚合物組合物性質(zhì)的不利影響，可以用偶合劑對(duì)熱膨脹石墨顆粒表面進(jìn)行表面處理，這些偶合劑例如是硅烷偶合劑或鈦酸鹽偶合劑。偶合劑也可以分別添加到組合物中。
本發(fā)明的組分C可以是任何通常使用的含鹵素阻燃劑。合適的含鹵素阻燃劑可以1.含有氯或溴原子；2.具有任何一種不同的已知分子結(jié)構(gòu)，并相應(yīng)具有不同分子量(例如，它可以是十溴苯醚和十溴二苯乙烷，溴化三甲基苯基茚滿、含氯或含溴的脂環(huán)族化合物、四溴雙酚A或四溴雙酚A雙(2，3二溴丙醚)或四溴雙酚A基環(huán)氧樹脂、氯化石蠟、氯化聚乙烯、丙烯酸五溴芐酯或聚(丙烯酸五溴芐酯)；或3.分子中含有不同雜原子(例如，三-(鹵代丙基)磷酸酯中的磷；三-(三-鹵代苯基)氰尿酸酯中的氮；或四溴雙酚-S-雙(2，3二溴丙醚)中的硫)。
本發(fā)明不限于使用含單鹵素的阻燃劑。所述組分C可能是如上所述的兩種或多種不同的含鹵素阻燃劑的混合物，它們適合于在期望的聚合材料中達(dá)到必需的鹵素含量，或者可能是兩種或多種含鹵素阻燃劑與其他類型阻燃劑的混合物。
本發(fā)明組分D可以是任何金屬氧化物，該氧化物與組分C的含鹵素阻燃劑具有協(xié)同作用，并提供高水平阻燃性。合適的金屬氧化物尤其包括三氧化銻、五氧化銻、氧化鋅、硼酸鋅、氧化鐵等。其中，含有氧化銻的金屬氧化物產(chǎn)生高阻燃性。
在阻燃聚合物完全不含組份D的本發(fā)明組合物中(即不含金屬氧化物的組份)，組分B和組分C的合計(jì)使用量如下(a)在鑒定等級(jí)為V-0、V-1或V-2的組合物中，該組合物含有選自聚苯乙烯或聚酯的任何聚合物，6.5-30.1重量％(優(yōu)選地6.5-26.3重量％)，加入組分A使該組合物平衡達(dá)到100重量％，(b)在鑒定等級(jí)為V-0或V-1的組合物中，該組合物含有選自聚烯烴的任何聚合物，24.3-40重量％(優(yōu)選地24.3-30.3重量％)，加入組分A使該組合物平衡達(dá)到100重量％。
組分B和C的總量低于6.5重量％(a)或24.3重量％(b)時(shí)，聚合物組合物的阻燃性是不充分的。另一方面，組分B和C的總量在組合物(a)中增加到30.1重量％以上時(shí)，或者在組合物(b)中增加到40重量％以上時(shí)，實(shí)際上不會(huì)導(dǎo)致阻燃性進(jìn)一步增加，但可能會(huì)損害聚合物組合物的性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，除了組分B和C，使用組分D可能得到具有高水平阻燃性的聚合物組合物(UL-94 V-0或V-1)。在所述的阻燃聚合物組合物中，與含鹵素阻燃組合物中通常所需的量相比，組分C和組分D的量可以減少到一半以下(如下面證明的)。
在本發(fā)明組合物中使用全部三種組分(B、C和C)時(shí)，總量范圍是(a)在含有選自聚苯乙烯或聚酯的任何聚合物組合物中，7.2-21.5重量％(優(yōu)選地7.2-16.7重量％)，加入組分A，使該組合物平衡達(dá)到100重量％。組分B、C和D的總量是9重量％或更低時(shí)，聚苯乙烯基阻燃組合物的阻燃性會(huì)降到V-2。但是應(yīng)該指出，在組分B和C的量較低時(shí)，沒有組分D也可以達(dá)到這個(gè)阻燃性水平。
(b)在含有選自聚烯烴的任何聚合物的組合物中，13.9-34重量％(優(yōu)選地16-20重量％)，加入組分A使該組合物平衡達(dá)到100重量％。組分B、C和D的總量低于7.2重量％(a)或13.9重量％(b)時(shí)，該聚合物組合物的阻燃性是不充分的。組分B、C和D的總量增加超過34重量％時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致阻燃性進(jìn)一步增加，但聚烯烴基組合物的機(jī)械性能會(huì)受到輕微損害。
本發(fā)明的聚合物組合物還可以含有其他阻燃添加劑，如金屬氫氧化物，像氫氧化鎂和氫氧化鋁，其量不會(huì)削弱本發(fā)明的效果。另外，該聚合物組合物可以含有其他種類的添加劑，如著色劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、光吸收劑、加工油、偶合劑和潤滑劑、發(fā)泡劑、防滴劑、交聯(lián)劑和填料。
本發(fā)明上述阻燃技術(shù)可生產(chǎn)出具有出色阻燃性并在燃燒時(shí)放出較少腐蝕性氣體或較少煙的聚合物材料。
優(yōu)選
具體實(shí)施例方式
的詳細(xì)說明以下通過參看實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明，但無論如何不會(huì)限制其發(fā)明。
下面列出組分A、B、C和D的非限制性實(shí)施例組分A(A1)HIPS(Styron 472，Dow)(A2)ABS(PA-717C，Chi-Mei)(A3)PP均聚物(Capilene；G 86E，Carmel Olefins)(A4)PP共聚物(Capilene，SG50，Carmel Olefins)(A5)LDPE(Ipethine 320，Carmel Olefins)(A6)PBT(Celanes，Hoechst)組分B在下述實(shí)施例中使用的從市場(chǎng)上獲得的等級(jí)是(B1)熱膨脹石墨(GREP-EG，Tosoh)(B2)熱膨脹石墨(NORD-MIN 250，NRC)申請(qǐng)人采用通常的技術(shù)合成的熱膨脹石墨，其中用氨水中和成品，也用在下述實(shí)施例中(B3)熱膨脹石墨(B4)熱膨脹石墨組分B1-B4的性質(zhì)列在表1中。
表1 HEG B1-B4的性質(zhì)

組分C(C1)十溴苯醚(FR-1210，DSBG)(C2)十溴二苯乙烷(Saytex-8010，Albemarle)(C3)溴化三甲基苯基茚滿(FR-1808，DSBG)(C4)三(三溴新戊基)磷酸酯(FR-370，DSBG)(C5)四溴雙酚A(FR-1524，DSBG)(C6)四溴雙酚A基環(huán)氧樹脂(FR-2016，F(xiàn)-2400，DSBG)(C7)四溴雙酚A雙(2，3二溴丙醚)(FR-720，DSBG)(C8)三-(三溴苯基)三嗪(FR-245，DSBG)(C9)氯化石蠟(Chlorez 760，Occidental)(C10)聚(丙烯酸五溴芐酯)(FR-1025，DSBG)組分D(D1)三氧化銻可以使用粉末狀的三氧化銻，或可以在聚苯乙烯基阻燃組合物的苯乙烯基聚合物中或者在聚烯烴基阻燃組合物的烯烴基聚合物中以三氧化銻母料使用。
為了對(duì)本發(fā)明組合物與本技術(shù)領(lǐng)域中已知常見組合物進(jìn)行對(duì)比，下面制備并提供了參比實(shí)施例(Ref)，其中使用通常量的含鹵素FR和金屬氧化物。
實(shí)施例1-44和對(duì)比實(shí)施例Ref.1-8或者HIPS，或者ABS，或者PBT用作組分A。如表2-5所示的不同量的(B)、(C)和(D)與顆粒狀組分A混合。在容量55cm3的Brabender混合器中，每種聚合物和相應(yīng)的系列試驗(yàn)在所期望的特定溫度與期望時(shí)間的條件下以每分鐘50轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行混合。用熱壓機(jī)在200℃(HIPS，ABS)和250℃(PBT)下壓塑制備厚度3.2mm或1.6mm試樣，然后冷卻到室溫，并切成標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)試樣。
采用極限氧指數(shù)(以后稱之“LOI”)方法，根據(jù)ASTM D-2863和用標(biāo)準(zhǔn)爐火底部點(diǎn)火的UL-94試驗(yàn)(Underwriters Laboratories)，以10秒間隔連續(xù)兩次試驗(yàn)易燃性。試驗(yàn)每種組合物的5個(gè)試驗(yàn)試樣，每個(gè)實(shí)施例中得到的燃燒時(shí)間是所有五個(gè)試驗(yàn)試樣的平均值。
表2-4匯集了阻燃聚苯乙烯或聚酯基組合物，它們提供了聚合物材料的高水平阻燃性(V-0或V-1)。在對(duì)比實(shí)施例(記為Ref.1、2、4或5)中，單獨(dú)使用組分B(熱膨脹石墨)，或者組分B與組分D(三氧化銻)結(jié)合使用，都沒有產(chǎn)生根據(jù)UL-94燃燒試驗(yàn)得到的阻燃性。在對(duì)比實(shí)施例(記為Ref.3、6和7)中，在11％溴與4.3％三氧化銻(在HIPS中)，或6.8％三氧化銻(在PBT中)，和10％溴與4.0％三氧化銻(在PBT)時(shí)，阻燃聚合物組合物顯示了高阻燃性(通過LOI值和UL-94燃燒試驗(yàn)中V-0等級(jí)檢定)。使用組分B(熱膨脹石墨)允許該組合物完全沒有組分D，但同時(shí)保持組分C的鹵素含量(實(shí)施例1-8，表2，實(shí)施例23和24，表3)，或者使組分C和組分D的量減少約一半(實(shí)施例9-15，表2，實(shí)施例30和31，表3)。所有組合物提供了UL-94燃燒試驗(yàn)中的V-0或V-1級(jí)或高于對(duì)比實(shí)施例的LOI值。與阻燃劑的化學(xué)和分子結(jié)構(gòu)無關(guān)，加入的組分B(熱膨脹石墨)與HIPS、ABS和PBT，與含氯-或含溴-阻燃劑兩者一起加工。
表2

表3

表4

在苯乙烯或?qū)Ρ蕉姿嵬榛o金屬氧化物聚合物組合物中，使用了總量為17.7-30.1％的含有組分B和C的組合阻燃劑(表2-4)。實(shí)施例2(表3)、16和17(表3)表明，組分B含量增加到15％沒有改善其阻燃性，而組分B含量降低到5％依然提供了V-0級(jí)和高的LOI值。實(shí)施例18-22(表3)表明，組分B和組分C的含量以及相應(yīng)地阻燃苯乙烯聚合物組合物中組合阻燃劑總量都可進(jìn)一步減少。實(shí)施例33-38(表4和5)表明，任何類型的熱膨脹石墨(組分B)都可以成功地使用，使聚合物具有阻燃性。阻燃劑的量并不取決于阻燃劑的分子結(jié)構(gòu)(組分C)，也不取決于組分C中的鹵素含量。
在苯乙烯或?qū)Ρ蕉姿嵬榛ゾ酆衔锝M合物(含有減少金屬氧化物和溴含量的組合物)中，除了組分B和C外，還使用總量為9.2-21.5％的含有組分D的組合阻燃劑。例如，與含有19.4％組分C3和D1的一般組合阻燃劑總量(Ref.3，在HIPS中)相比，除了組分B和C3外還含有組分D1的組合阻燃劑總量為14.9％(表3，實(shí)施例29)。實(shí)施例9-29、32(表3)表明，甚至組分C和組分D的含量與目前技術(shù)水平的含鹵素阻燃劑組合物(Ref.3，表3)通常所要求的量相比，減少到大大低于一半時(shí)，也能達(dá)到高水平的阻燃性(V-0或V-1)。實(shí)施例(9-32)還表明，HIPS、ABS和PBT的阻燃性水平不取決于阻燃劑的分子結(jié)構(gòu)(組分C)。
組分B的量可進(jìn)一步減少(實(shí)施例26、29和32，表3)。組分B、C和D的總量低于9.2重量％或更低時(shí)，阻燃組合物的阻燃性降低到V-2。
表5說明了UL-97燃燒試驗(yàn)中阻燃等級(jí)V-2的阻燃苯乙烯組合物。各個(gè)演示的組合阻燃劑(含有組分B、C和D的組合和無金屬氧化物的組合)，使阻燃苯乙烯聚合物組合物具有V-2 UL-97等級(jí)阻燃性，其量低于目前技術(shù)水平含鹵素組合阻燃劑組合物(Ref.8)通常所需的量。除了組分B和C外還有組分D時(shí)(實(shí)施例42，表5)，甚至溴量為2重量％也能達(dá)到V-2水平的阻燃性。另一方面，無組分D(實(shí)施例40，表5)，但使用與含組分D的組合物(實(shí)施例43，表5)一樣量的組分B和C，也可達(dá)到V-2 UL-94等級(jí)阻燃性。進(jìn)一步降低組分B和C的含量，可導(dǎo)致UL-94燃燒試驗(yàn)中缺乏阻燃性(實(shí)施例41，表5)。
表5

實(shí)施例18、26、33、45-64和對(duì)比實(shí)施例Ref.9-10或者HIPS或者ABS用作組分A。采用如表6所示的配方，原料(組分A、B、C和D)在同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿配混機(jī)中進(jìn)行摻混。使用抗氧化劑和防滴劑時(shí)，根據(jù)組合物中聚合物的用量，直到涉及重量％，往混合物中加入常用量的抗氧化劑和防滴劑。采用注塑法制備試樣。根據(jù)如前面所描述的UL-94，通過直立引燃試驗(yàn)評(píng)估阻燃性。按照ASTM D 256以伊佐德缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)量試樣韌度。根據(jù)ASTM-4459/99(300W/m2，290-850nm，300小時(shí))，在試樣暴露于氙弧后測(cè)定其韌度降低可評(píng)定UV穩(wěn)定性。根據(jù)ASTM D 638-95測(cè)定拉伸性能。根據(jù)ASTM D 1238-82以熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)，或采用毛細(xì)管流變測(cè)定法以熔體粘度測(cè)定其流動(dòng)性。根據(jù)ASTM D 648-72以熱畸變?cè)囼?yàn)(HDT)測(cè)定熱-機(jī)械性能。
按照如下方法進(jìn)行布盧姆試驗(yàn)?zāi)恳暀z查試樣后，選擇沒有表觀缺陷的干凈部位，切成約1×1cm正方形試樣，涂布金，作為零時(shí)試樣用SEM進(jìn)行了研究。類似的試樣放入65℃爐中達(dá)2周。試樣從爐中取出后鍍金并用SEM進(jìn)行研究。
為了使苯乙烯聚合物的阻燃性達(dá)到高水平(厚度3.2mm和1.6mm試樣均達(dá)到V-0級(jí))，需要通常量的12重量％溴(在含溴阻燃劑中)和6.8重量％三氧化銻(對(duì)比實(shí)施例Ref.9和10，表6)。實(shí)施例45-52(表6)表明，沒有組分D時(shí)(無金屬氧化物的組合物)，阻燃劑組合物中7.5-8.5重量％溴(組分C)和8-10重量％組分B為HIPS和ABS聚合物提供了所要求水平的阻燃性，這與組分C的分子結(jié)構(gòu)無關(guān)?？蛇x擇地，總阻燃劑用量范圍為12.5％(實(shí)施例55)-20.8％(實(shí)施例63)時(shí)，除組分B和C外還含有組分D的阻燃劑組合物(實(shí)施例53-64，表6)，為聚合物材料提供了所要求水平的阻燃性。例如，實(shí)施例53-55和57-59所示的，含有組分B、C1和D的組合阻燃劑總量可以是12.5％-16.8％。與通常使用的組分C1和D組合(總量是21.4重量％，Ref.9、10)相比，這個(gè)范圍低得多。這些實(shí)施例表明，非常低含量的組分B(6-8％)、組分C的溴(4-5％)和組分D(2-3重量％)可以足夠?yàn)楸揭蚁┚酆衔锝M合物提供高水平的阻燃性。這對(duì)HIPS和ABS兩者也是正確的，與阻燃劑(組分C)的分子結(jié)構(gòu)無關(guān)。
表6

表6(續(xù))

實(shí)施例65-98和對(duì)比實(shí)施例Ref.11-15低密度聚乙烯和聚丙烯均聚物和共聚物都用作組分A。不同量的組分B、C和D與顆粒組分A混合(表7-10)。使用抗氧化劑、潤滑劑和防滴劑時(shí)，根據(jù)組合物中聚合物的用量，直到涉及重量％，往混合物中加入常用量的抗氧化劑、潤滑劑和防滴劑。在55cm3容量的Brabender混合器中，在每種聚合物和相應(yīng)系列試驗(yàn)的特征期望溫度和期望時(shí)間條件下以每分鐘50轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行混合。用熱壓機(jī)在200℃壓塑制備3.2mm或1.6mm厚度試樣，然后冷卻到室溫，并切割成標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)試樣。
采用極限氧指數(shù)(以后稱之“LOI”)方法，根據(jù)ASTM D-2863和用標(biāo)準(zhǔn)爐火底部點(diǎn)火的UL-94試驗(yàn)(Underwriters Laboratories)，以兩次連續(xù)10秒間隔試驗(yàn)易燃性。每種組合物試驗(yàn)了5個(gè)試驗(yàn)試樣，每個(gè)實(shí)施例得到的燃燒時(shí)間是所有五個(gè)試驗(yàn)試樣的平均值。
對(duì)比實(shí)施例，Ref.11和Ref.12(表7)表明，為聚烯烴提供高水平阻燃性(在3.2mm厚度試樣和1.6mm厚度試樣都檢定為V-0級(jí))通常需要22重量％組分C的芳族溴和11重量％組分D(組合阻燃劑總量37.5％)。在對(duì)比實(shí)施例Ref.15(表7)中，如UL-94燃燒試驗(yàn)所示，使用組分B和組分D，但不使用組分C可導(dǎo)致缺乏阻燃性。
對(duì)比實(shí)施例Ref.13和Ref.14(表7)顯示，通常使用的含鹵素阻燃劑，它在組分C中含有脂族溴，可單獨(dú)使用(C4)或與芳族溴(C7)一起使用，與組分D組合使用時(shí)，在組合阻燃劑總量較低(23.8和31.8重量％)時(shí)，和組分C(C4或C7)，甚至組分D的含量較低時(shí)，厚度3.2mm的試樣都可達(dá)到V-0 UL-94級(jí)阻燃性。
表1

下表2顯示了作為試劑SO3-DMF/2M2B(1∶5)的量的函數(shù)的CMDH+的O-磺化。
表2

根據(jù)該方案進(jìn)行10個(gè)獨(dú)立的操作5個(gè)嚴(yán)格地按照與表1第1-4項(xiàng)相同的方案進(jìn)行，其中使用5當(dāng)量的SO3-DMF和25當(dāng)量的2M2B。在進(jìn)行另外5個(gè)操作時(shí)，將試劑SO3-DMF/2M2B的量在2-5當(dāng)量試劑/葡萄糖單位之間變化。SO3-DMF與2M2B之比保持恒定，為1∶5(表2，第1-5項(xiàng))。
結(jié)果顯示該方法可再現(xiàn)地制備具有醚基和糖苷鍵的產(chǎn)物。
在所有情況下，平均偏差(MD)百分比低于10％的最大限度。
應(yīng)注意到，(x)沒有顯著變化(MD＜2％)(沒有脫羧作用)并且(y)＜3％。
分子量測(cè)定證實(shí)沒有出現(xiàn)不均一的情況(圖3對(duì)應(yīng)于表1第4項(xiàng)<p>但是，含有組分C4的組合阻燃劑僅在均聚物而非共聚物中厚度1.6mm試樣提供UL-94 V-0級(jí)阻燃性，而含有組分C7的阻燃劑組合物不能為厚度1.6mm試樣提供UL-94 V-0(V-1)級(jí)阻燃性。
使用組分B(熱膨脹石墨)允許在阻燃劑組合物中完全不用組分D(無金屬氧化物的組合物)，同時(shí)保持組分C的鹵素含量(表8中實(shí)施例65-67和表9中實(shí)施例71-77)，或者將組分C的鹵素量減少到一半，將組分D的量減少到一半或更少(表8中實(shí)施例68-70和表9中實(shí)施例78-84)。所有組合物在厚度3.2mm厚度和1.6mm試樣的UL-94燃燒試驗(yàn)中提供了V-0或V-1級(jí)阻燃性，或較高的LOI值。這對(duì)LDPE和PP是正確的，與阻燃劑(組分C)的分子結(jié)構(gòu)無關(guān)。
組分B、C和D的量可進(jìn)一步減少(表10中實(shí)施例85-111)。
在無金屬氧化物的聚烯烴基組合物中組合阻燃劑總量是24.3-36.5％。這樣的組合物表明可賦予聚烯烴高的阻燃性(表8-10)。
表8

表9

表10


表11

阻燃劑組分總量增加到40重量％(36.5％以上)，實(shí)際上不會(huì)進(jìn)一步增加阻燃性(實(shí)施例71和72，表9)，但會(huì)使聚合物組合物的機(jī)械性能略微下降。進(jìn)一步降低阻燃劑組分總量會(huì)導(dǎo)致UL-94燃燒試驗(yàn)中缺乏阻燃性(實(shí)施例89、92，表10)。實(shí)施例71、72(表9)表明，組分B的量增加到13.5重量％，實(shí)際上不會(huì)改善阻燃性，而組分B的量降低到6-8重量％依然可提供V-0/V-1級(jí)阻燃性(實(shí)施例72和85-88、74和90-91，表10)。
在阻燃性聚燃燒組合物中含有所有三種組分的組合阻燃劑總量是13.9-28.9重量％。進(jìn)一步降低阻燃劑組分總量會(huì)導(dǎo)致在UL-94燃燒試驗(yàn)中缺乏阻燃性(實(shí)施例101、102，表10)。含有減少量組分D(到2.3％)和組分C的溴(到4.5％)的這樣組合物，提供了聚烯烴中高水平阻燃性(表8、9和10)。組分B的含量可減少到5-8重量％，同時(shí)保持著該組合物的阻燃性效率。
本發(fā)明的組合阻燃劑與通常使用的組合阻燃劑(即以C1為基的組合阻燃劑)對(duì)比表明，使用組分B(熱膨脹石墨)可以使聚烯烴阻燃組合物中阻燃劑組分總量從37.5重量％(Ref 11)減少到20重量％(實(shí)施例99)，同時(shí)依然提供高水平阻燃性(1.6mm試樣V-0)。在非常少量的組分B(6重量％)、組分C1的溴(8重量％)和組分D(4重量％)時(shí)，可獲得這一結(jié)果。
實(shí)施例72、74、76、78、82、83、113-115和對(duì)比實(shí)施例Ref.11聚丙烯共聚物用作組分A。使用如表9-11所示的配方比，原料(組分A、B、C和D)在同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿配混機(jī)中進(jìn)行摻混。使用抗氧化劑、潤滑劑和防滴劑時(shí)，根據(jù)組合物中聚合物的用量，直到涉及重量％，往混合物中加入常用量的抗氧化劑、潤滑劑和防滴劑。采用注塑法制備試樣。根據(jù)如前面所描述的UL-94，通過直立引燃試驗(yàn)評(píng)估阻燃性。按照ASTM D 256以伊佐德缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)量試樣韌度。根據(jù)ASTM-4459/99(300W/m2，290-850nm，300小時(shí))，在試樣暴露于氙弧后測(cè)定其韌度降低可評(píng)定UV穩(wěn)定性。根據(jù)ASTM D 638-95測(cè)定拉伸性能。根據(jù)ASTM D 1238-82以熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)，或采用毛細(xì)管流變測(cè)定法以熔體粘度測(cè)定其流動(dòng)性。根據(jù)ASTM D 648-72以熱畸變?cè)囼?yàn)(HDT)測(cè)定熱-機(jī)械性能。
按照如下方法進(jìn)行布盧姆試驗(yàn)?zāi)恳暀z查試樣后，選擇沒有表觀缺陷的干凈部位，切成邊長約1cm正方形試樣，涂布金，作為零時(shí)試樣用SEM進(jìn)行了研究。類似的試樣放入65℃爐中達(dá)2周。試樣從爐中取出后鍍金并用SEM進(jìn)行研究。
本發(fā)明的組合阻燃劑為阻燃聚丙烯組合物提供了高水平阻燃性(厚度1.6mm試樣為V-0或V-1級(jí))，這些組合物是根據(jù)實(shí)施例72、74、76、78、82和83采用配混與注射方法制備得到的。
厚0.8mm的聚烯烴試樣的UL-94 V-0級(jí)表示極高的阻燃性。使用含有22重量％組分C1的鹵素和11重量％組分D(表11中的對(duì)比實(shí)施例Ref.11)的通常組合阻燃組合物，其阻燃劑總量為37.5％可達(dá)到該級(jí)的阻燃性。實(shí)施例113(表11)表明，使用含有組分B以及減少量的溴(14％)和氧化銻(7％)的組合阻燃劑，聚合物組合物中總阻燃劑量為34％時(shí)，也為厚0.8的試樣提供了UL-94 V-0級(jí)。
此外，聚合物材料可含有其他類的添加劑，例如填料或防滴劑等。如實(shí)施例114和115所表明的，與實(shí)施例78(表11)相比，加入聚四氟乙烯或加入聚四氟乙烯和滑石都可提高阻燃水平。
與目前技術(shù)水平的含鹵素組合阻燃劑組合物相比，阻燃聚合物組合物，例如含有本發(fā)明組合阻燃劑的聚苯乙烯、聚烯烴和聚酯的高水平阻燃性，伴隨有其他有利性能。與通常使用的阻燃聚合物組合物相比，本發(fā)明阻燃聚合物組合物含有熱膨脹石墨、減少量的鹵和零至低含量氧化銻，該組合物具有減少煙排放、更高的韌性、更高的UV穩(wěn)定性、更高的HDT，和更低的含鹵素阻燃劑噴霜。向阻燃劑組合物添加組分B(熱膨脹石墨)實(shí)際上對(duì)諸如電絕緣性、拉伸模量、強(qiáng)度和熔體粘度之類的聚合物材料性質(zhì)沒有任何影響。
權(quán)利要求
1.一種阻燃聚合物組合物，該組合物含有熱膨脹石墨(HEG)和至少一種含鹵素阻燃劑，其中所述組合物的聚合物組分選自聚苯乙烯、聚酯和聚烯烴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃組合物，其中含鹵素阻燃劑是溴阻燃劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃組合物，其中含鹵素阻燃劑是氯阻燃劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中該聚合物組合物含有總量約6.5-約40重量％的熱膨脹石墨(HEG)和含鹵素阻燃劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃組合物，其中該聚合物選自聚苯乙烯和聚酯，并且該聚合物組合物含有總量約6.5-約30重量％的熱膨脹石墨(HEG)和含鹵素阻燃劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃組合物，其中該聚合物是聚烯烴，并且該聚合物組合物含有總量約24.3-約40重量％的熱膨脹石墨(HEG)和含鹵素阻燃劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中它還含有金屬氧化物阻燃劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻燃組合物，其中該金屬氧化物阻燃劑選自氧化銻、氧化鋅、硼酸鋅和氧化鐵。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻燃組合物，其中氧化銻阻燃劑是三氧化銻或五氧化二銻。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中該聚合物組合物含有總量約7.2-約34重量％的熱膨脹石墨(HEG)、含鹵素阻燃劑和金屬氧化物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻燃組合物，其中該聚合物選自聚苯乙烯和聚酯，并且該聚合物組合物含有總量約7.2-約21.5重量％的熱膨脹石墨(HEG)、含鹵素阻燃劑和金屬氧化物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的阻燃組合物，其中該聚合物選自聚苯乙烯和聚酯，并且該聚合物組合物含有總量約7.2-約16.7重量％的熱膨脹石墨(HEG)、含鹵素阻燃劑和金屬氧化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻燃組合物，其中該聚合物是聚烯烴，并且該聚合物組合物含有總量約13.9-約34重量％的熱膨脹石墨(HEG)、含鹵素阻燃劑和金屬氧化物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的阻燃組合物，其中該聚合物是聚烯烴，并且該聚合物組合物含有總量約16-約20重量％的熱膨脹石墨(HEG)、含鹵素阻燃劑和金屬氧化物。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-5和7-12中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，它含有(a)選自聚苯乙烯或聚酯的聚合物，其重量百分?jǐn)?shù)達(dá)到100重量％組合物；(b)約2-15重量％熱膨脹石墨；(c)含鹵素阻燃劑，其量相應(yīng)于約2-約11重量％鹵素；以及任選地，(d)約0-3.4重量％金屬氧化物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的阻燃聚合物組合物，它含有(a)選自聚苯乙烯或聚酯的聚合物，其重量百分?jǐn)?shù)達(dá)到100重量％組合物；(b)約2-約6重量％熱膨脹石墨；(c)含鹵素阻燃劑，其量相應(yīng)于約2-約8.5重量％鹵素；以及任選地，(d)0-約2.2重量％金屬氧化物。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6-10和13-14中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，它含有(a)聚烯烴聚合物，其重量百分?jǐn)?shù)達(dá)到100重量％組合物；(b)約5-約13.5重量％熱膨脹石墨；(c)含鹵素阻燃劑，其量相應(yīng)于約4-約22重量％鹵素；以及任選地，(d)0-約7重量％金屬氧化物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的阻燃聚合物組合物，它含有(a)聚烯烴聚合物，其重量百分?jǐn)?shù)達(dá)到100重量％組合物；(b)約6-約8重量％熱膨脹石墨；(c)含鹵素阻燃劑，其量相應(yīng)于約5-約15重量％鹵素；以及任選地，(d)0-約4重量％金屬氧化物。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中該熱膨脹石墨是由天然石墨或人造石墨采用通常的方法得到的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的阻燃組合物，其中在硫酸或在硝酸中通過氧化天然石墨或人造石墨得到的熱膨脹石墨，可以再用堿性材料進(jìn)行中和。
21.根據(jù)權(quán)利要求19和20中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中熱膨脹石墨是采用任何通常方法由天然石墨或人造石墨可得到的，并且從室溫快速加熱到900℃時(shí)，該熱膨脹石墨的重量損失為10-40％。
22.根據(jù)權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中熱膨脹石墨是采用任何通常方法由天然石墨或人造石墨可得到的，并且從室溫快速加熱到900℃時(shí)，該熱膨脹石墨的比容膨脹不小于50倍。
23.根據(jù)權(quán)利要求19-22中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中該熱膨脹石墨具有這樣的粒度分布，即不高于25重量％石墨顆粒通過75目篩。
24.根據(jù)權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中該熱膨脹石墨顆粒用偶合劑進(jìn)行表面處理。
25.根據(jù)權(quán)利要求1-24中任一項(xiàng)所述的阻燃組合物，其中含鹵素阻燃劑選自十溴苯醚、十溴二苯基乙烷、溴化三甲基苯基茚滿、含氯或含溴的脂環(huán)族化合物、四溴雙酚A或四溴雙酚A雙(2，3二溴丙醚)或四溴雙酚A基環(huán)氧樹脂、氯化石蠟、氯化聚乙烯、丙烯酸五溴芐酯或聚(丙烯酸五溴芐酯)；以及分子中含有磷、氮或硫雜原子的化合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的阻燃組合物，其中分子中含有磷、氮或硫雜原子的含鹵素阻燃劑是三-(三溴新戊基)磷酸酯、三-(三-溴苯基)三嗪或四溴雙酚-S-雙(2，3二溴丙醚)。
27.根據(jù)權(quán)利要求1-26中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，其中聚合物、含鹵素阻燃劑和任選地金屬氧化物，每種由單一組分組成或由同類組分混合物組成。
28.根據(jù)權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，其中該聚合物是一種聚合物或多種聚合物的混合物，其特征在于燃燒時(shí)它們既不自發(fā)地形成焦，本身也不交聯(lián)。
29.根據(jù)權(quán)利要求1-5、7-12、15、16和19-28中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，其中該聚合物選自苯乙烯均聚物、橡膠改性的高沖擊性聚苯乙烯(HIPS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。
30.根據(jù)權(quán)利要求1-5、7-12、15、16和19-28中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，其中該聚合物選自聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
31.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6-10、13、14、17、18和19-28中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，其中聚烯烴聚合物選自乙烯均聚物，其中包括高密度聚乙烯(HDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，線性低密度聚乙烯(LLDPE)，聚丙烯均聚物(PP均聚物)、丙烯與乙烯的嵌段共聚物或無規(guī)共聚物(PP共聚物)。
32.根據(jù)權(quán)利要求1-5、7-12、15、16和19-30中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，其中該聚合物選自兩種或多種聚苯乙烯和/或聚酯彼此混合的混合物或其與一種或多種不同類聚合物混合的混合物。
33.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6-10、13、14、17、18和19-28、31和32中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，其中該聚合物選自兩種或多種聚烯烴彼此混合的混合物或其與一種或多種不同類聚合物混合的混合物。
34.根據(jù)權(quán)利要求1-33中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，該組合物還含有選自金屬氫氧化物、著色劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、光吸收劑、加工油、偶合劑、潤滑劑、發(fā)泡劑和填料、防滴劑和交聯(lián)劑的添加劑。
35.根據(jù)權(quán)利要求1-34中任一項(xiàng)所述的阻燃聚合物組合物，該組合物還含有至少一種偶合劑。
36.一種基本如所述的阻燃組合物。
全文摘要
公開了一種阻燃聚合物組合物，該組合物含有一種聚合物組分、至少一種含鹵素阻燃劑和一種熱膨脹石墨。該聚合物組分選自聚苯乙烯、聚酯和聚烯烴。該阻燃劑的鹵素是溴或氯，該阻燃劑和熱膨脹石墨的總量是約6.5－40重量％。該組合物還可以含有金屬氧化物阻燃劑，例如三氧化銻，但若如此，該組合物含有三氧化銻的量比現(xiàn)有技術(shù)組合物達(dá)到同樣阻燃度所需要的量低得多。優(yōu)選的是，該熱膨脹石墨在從室溫到900℃驟熱時(shí)膨脹達(dá)到50倍或50倍以上。生產(chǎn)熱膨脹石墨采用的方法并不關(guān)鍵，例如知道采用氧化天然或人造石墨的方法生產(chǎn)這種熱膨脹石墨。
文檔編號(hào)C08K5/00GK1617906SQ02827591
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2002年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月29日
發(fā)明者G·I·蒂特曼, S·布倫, M·佩勒德 申請(qǐng)人:溴化合物有限公司