專利名稱：：聚合物組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聚合物組合物，更具體地說(shuō)，涉及包含無(wú)卣聚合物的聚合物組合物。所述聚合物組合物可以突出表現(xiàn)在增強(qiáng)的阻燃性能。所述聚合物組合物可以呈膠乳組合物形式。",、，曰^^。'、，'、—、曰、機(jī)織和非機(jī)織基材和紙基材的粘結(jié)劑或飽和劑。為了提供具有阻燃性能的膠乳組合物，通常的做法是將含卣單體如氯乙烯引入膠乳樹(shù)脂中。然而，這一實(shí)踐遇到的問(wèn)題是當(dāng)該樹(shù)脂燃燒時(shí)，會(huì)釋放氯化氫。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了這一問(wèn)題的解決方案。概述本發(fā)明涉及組合物，包含(A)至少一種無(wú)卣聚合物，該聚合物當(dāng)經(jīng)歷熱重分析時(shí)在370。C的溫度下顯示至少大約7wt。/。的總質(zhì)量損失；(B)至少一種酸源；(C)至少一種碳產(chǎn)生源；和(D)至少一種發(fā)泡劑。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，該組合物顯示增強(qiáng)的阻燃性能。這些組合物可以呈膠乳組合物形式并且可以用作粘結(jié)劑、涂層等。附圖簡(jiǎn)述圖1是實(shí)施例3中公開(kāi)的熱重試驗(yàn)的質(zhì)量損失對(duì)溫度的曲線圖。圖2是實(shí)施例6中報(bào)道的試驗(yàn)的溫度對(duì)時(shí)間的曲線圖。詳細(xì)描述術(shù)語(yǔ)"聚合物"在本文用來(lái)指聚合反應(yīng)的產(chǎn)物，其中一種或多種單體的分子連接在一起而形成大分子，所述大分子的分子量是所述一種或多種單體的分子量的許多倍。這些聚合物可以是均聚物或共聚物。這些聚合物可以是線性聚合物、支化聚合物、交聯(lián)聚合物或它們中兩種或更多種的混合物。術(shù)語(yǔ)"均聚物"在本文用來(lái)指由單一單體的聚合產(chǎn)生的聚合物。術(shù)語(yǔ)"共聚物"在本文用來(lái)指由兩種或更多種化學(xué)上不同的單體的聚合產(chǎn)生的聚合物。術(shù)語(yǔ)"線性聚合物"是指其中分子形成長(zhǎng)鏈而沒(méi)有支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物。術(shù)語(yǔ)"支化聚合物"是指其中分子形成主鏈或聚合物骨架并且一個(gè)或多個(gè)附加的較短鏈與該主鏈或聚合物骨架連接的聚合物。術(shù)語(yǔ)"交聯(lián)聚合物"是指其中聚合物分子在它們結(jié)構(gòu)中的點(diǎn)彼此連接而不是在聚合物鏈的端部彼此連接的聚合物。術(shù)語(yǔ)"無(wú)卣，，聚合物是指沒(méi)有任何鹵素原子與其連接的聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，無(wú)閨聚合物是無(wú)氯聚合物。術(shù)語(yǔ)"無(wú)卣"沒(méi)有排除可以以致污物水平存在的卣素，例如，至多大約5wt。/。的水平，在一個(gè)實(shí)施方案中至多大約2wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中至多大約iwty。，在一個(gè)實(shí)施方案中至多大約O.5wt%,在一個(gè)實(shí)施方案中至多大約O.2wt%,和在一個(gè)實(shí)施方案中至多大約O.lwt%。術(shù)語(yǔ)"膠乳組合物"是指聚合物微粒在水介質(zhì)中的分散體。術(shù)語(yǔ)"膠乳樹(shù)脂"是指在膠乳組合物中的聚合物。術(shù)語(yǔ)"牛頓型共聚物"是指此種共聚物，它顯示的流動(dòng)性的特征在于剪切速率與剪切力成正比。術(shù)語(yǔ)"網(wǎng)狀共聚物，，是指其中共聚物分子在它們結(jié)構(gòu)中的點(diǎn)彼此連接而不是在共聚物鏈的端部彼此連接的共聚物。這些共聚物可以呈三維網(wǎng)絡(luò)形式。無(wú)卣聚合物(A)可以衍生自除含鹵單體以外的一種或多種單體。聚合物(A)可以是均聚物或共聚物。聚合物(A)可以呈線性聚合物、支化聚合物、交聯(lián)聚合物或它們中兩種或更多種的混合物的形式。聚合物(A)可以是熱塑性聚合物。聚合物(A)可以是膠乳樹(shù)脂。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)不是牛頓型共聚物和網(wǎng)狀共聚物的共混物?？捎脕?lái)形成聚合物(A)的單體可以包括一種或多種丙烯酸酯、二烯經(jīng)、苯乙烯類、乙烯基酯、腈、烯烴等。應(yīng)避免的含卣單體包含氯乙烯和偏二氯乙烯?？捎脕?lái)制備丙烯酸酯的丙烯酸烷基酯可以包括丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，即(甲基)丙烯酸烷基酯，其包含含l-大約22個(gè)碳原子的烷基，在一個(gè)實(shí)施方案中含1-大約12個(gè)碳原子的烷基，在一個(gè)實(shí)施方案中含l-大約8個(gè)碳原子的烷基，在一個(gè)實(shí)施方案中含1-大約4個(gè)碳原子的烷基，在一個(gè)實(shí)施方案中含l-大約3個(gè)碳原子的烷基，和在一個(gè)實(shí)施方案中含大約2-大約8個(gè)碳原子的烷基。這些包括(甲基)丙烯酸甲酯、(曱基)丙烯酸乙酯、(曱基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等。二烯烴可以包括含3-大約6個(gè)碳原子的二烯烴。這些包括丁二烯、異戊二烯等。苯乙烯類包括苯乙烯和烷基取代的苯乙烯如甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等。乙烯基酯包括含大約4-大約22個(gè)碳原子的羧酸的乙烯基酯，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等。腈包括丙烯腈、甲基丙烯腈、以及含3-大約6個(gè)碳原子的烯屬不飽和腈。烯烴包括含2-大約12個(gè)碳原子的烯烴，在一個(gè)實(shí)施方案中含2-大約6個(gè)碳原子的烯烴，在一個(gè)實(shí)施方案中含2-大約4個(gè)碳原子的烯烴。這些包括乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯等。烯烴包括a-烯烴如丁烯-1。聚合物(A)可以是衍生自上述丙烯酸酯、二烯烴、苯乙烯類、乙烯基酯、腈或烯烴的均聚物。聚合物(A)可以是衍生自上述單體中兩種或更多種的共聚物。聚合物(A)可以是衍生自上述單體中一種或多種和/或一種或多種適合的共聚單體的共聚物。適合的共聚單體可以包括一種或多種含3-大約5個(gè)碳原子的烯屬不飽和一元羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、衣康酸、氰基丙烯酸等；含4-大約22個(gè)碳原子的乙烯基醚，如乙基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、十六烷基乙烯基醚、月桂基乙烯基醚等；含3-大約12個(gè)碳原子的乙烯基酮，如甲基乙烯基酮等；和丙烯酰胺如丙烯酰胺、曱基丙烯酰胺、亞曱基-雙-丙烯酰胺等。聚合物(A)可以包含至多大約20wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約O.5_大約2(^"/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約O.5-大約10wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約O.5-大約5wt。/。這些共聚單體中的一種或多種。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種官能化單體可以用作制備聚合物(A)的共聚單體。這些包括丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸縮水甘油酯、曱基丙烯酸縮水甘油酯、N-羥甲基丙烯酰胺、N-(正丁氧基甲基丙烯酰胺)、N-(異丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-羥曱基曱基丙烯酰胺等。這些單體可以經(jīng)歷縮合反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，縮合反應(yīng)可能放出甲醛。聚合物(A)可以包含至多大約15wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約O.5-大約15wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約O.5-大約10wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約O.5-大約5wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約O.5-大約3w"/。這些單體。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)可以包括至少一種共聚物，該共聚物衍生自包含(i)苯乙烯、一種或多種烷基取代的苯乙烯、或它們的混合物和(ii)至少一種丙烯酸烷基酯的單體的混合物，其中(i)與(ii)的重量比可以為大約O.05:l-大約2:1，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.2:1-大約O.8:1。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)可以包括至少一種共聚物，該共聚物衍生自包含苯乙烯和丙烯酸正丁酯的單體的混合物。苯乙烯與丙烯酸正丁酯的重量比可以為大約O.05:1-大約2:1，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.2:l-大約O.8:1,在一個(gè)實(shí)施方案中為大約0.3:l-大約O.7:1，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.3:l-大約O.5:1。上述單體可以在水介質(zhì)中進(jìn)行聚合。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)這一聚合形成的產(chǎn)物可以構(gòu)成膠乳組合物，在該膠乳組合物中的聚合物(A)可以構(gòu)成膠乳樹(shù)脂。水介質(zhì)可以包含一種或多種乳化劑?？晒┻x擇地，水介質(zhì)可以不含乳化劑。當(dāng)使用乳化劑時(shí)，可以使用陰離子型乳化劑或兩性乳化劑。陰離子型乳化劑可以包括含大約8-大約18個(gè)碳原子的醇的硫酸酯的堿金屬鹽或銨鹽如月桂基硫酸鈉，磺化石油和石蠟油的堿金屬鹽和銨鹽，磺酸的鈉鹽，芳烷基磺酸鹽，磺化二羧酸酯的堿金屬鹽和銨鹽等。這些可以包括芳族磺酸的堿金屬鹽和銨鹽，烷基磺酸鹽，烷芳基磺酸鹽，芳烷基磺酸鹽，烷基硫酸鹽和聚(氧化亞烷基)磺酸鹽?？梢允褂梅请x子型乳化劑，如C「C22烷基聚乙氧基化物，C8-C22烷基酚聚乙氧基化物等。乳化劑濃度可以為至多大約15重量份/100重量份單體，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.l-大約15重量份/100重量份單體，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.l-大約10重量份/100重量份單體，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.l-大約5重量份/100重量份單體，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.5-大約2重量份/100重量份單體。可以在聚合之前，期間或之后添加乳化劑?？梢栽谡麄€(gè)聚合反應(yīng)期間遞增地添加乳化劑。可以在大約10。C-大約100。C,在一個(gè)實(shí)施方案中在大約6(TC-大約90。C的溫度下進(jìn)行聚合?？梢栽谝环N或多種引發(fā)劑的存在下進(jìn)行聚合。引發(fā)劑可以包括自由基引發(fā)劑。這些包括過(guò)氧化合物如過(guò)硫酸鹽、過(guò)氧化苯曱酰、叔丁基過(guò)氧化氫和枯烯過(guò)氧化氫；以及偶氮化合物如偶氮二異丁腈和二甲基偶氮二異丁酸鹽。引發(fā)劑可以包括獨(dú)立使用的或以活化的氧化還原體系形式使用的水溶性過(guò)氧化合物如過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨。典型的氧化還原體系可以包括堿金屬過(guò)硫酸鹽和與之結(jié)合的還原物質(zhì)如多羥基酚和可氧化的硫化合物、還原糖、二甲氨基丙腈、重氮硫醇化合物或水溶性硫酸亞鐵化合物。引發(fā)劑可以包括堿金屬或銨過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑?；趩误w的重量，引發(fā)劑的濃度可以為大約0.005-5wt%，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.01-大約2wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約O.l-大約O.8wt%?？梢栽诰酆戏磻?yīng)開(kāi)始時(shí)添加引發(fā)劑或者可以在整個(gè)聚合反應(yīng)期間采用引發(fā)劑的遞增添加。用來(lái)形成聚合物(A)的上述單體的聚合可以在水介質(zhì)中通過(guò)將合適量的水，任選的一種或多種乳化劑，和用來(lái)引發(fā)聚合的足夠量的引發(fā)劑加入聚合反應(yīng)器中來(lái)進(jìn)行。可以將聚合反應(yīng)器加熱到引發(fā)溫度。可以在所需的時(shí)段(例如，數(shù)小時(shí))內(nèi)添加經(jīng)乳化的單體預(yù)混合物。所述單體預(yù)混合物可以通過(guò)將水，任選的一種或多種乳化劑，一種或多種單體，和任選的一種或多種聚合改進(jìn)劑混合來(lái)制備。添加速率可以根據(jù)聚合溫度、所采用的具體引發(fā)劑和正在聚合的單體的量變化。在已將單體預(yù)混合物添加到聚合反應(yīng)器之后，可以添加附加的引發(fā)劑。可以將聚合反應(yīng)器加熱，可以將反應(yīng)器內(nèi)容物攪拌所需時(shí)段，例如，高達(dá)數(shù)小時(shí)，以達(dá)到所需的轉(zhuǎn)化率。可以使用過(guò)濾將所得的凝結(jié)物(如果有的話)與聚合物分散體分離。聚合物分散體可以稱為膠乳組合物。膠乳組合物可以具有至多大約80wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約20wt。/。-大約80wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約25wt。/。-大約75w"，在一個(gè)實(shí)施方案中大約40wt。/。-60wt。/;的總固體含量。微粒狀固體的粒度可以為大約50-大約1000納米(認(rèn))，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約100-大約300nm。膠乳組合物的pH值可以為大約l.2-大約12，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約3-大約7。除了聚合物(A)之外，膠乳組合物還可以包含一種或多種乳化劑、固化劑、填料、增塑劑、抗氧化劑或穩(wěn)定劑、消泡劑、染色助劑(dyingadjuvant)、顏料以及其它已知的膠乳或油漆添加劑。可以將增稠劑或稠化劑添加到膠乳組合物中以控制粘度并因此獲得適合于所需特定應(yīng)用的流動(dòng)性?；谀z乳組合物中固體的重量，這些中的每一種可以以至多大約15wt。/。的濃度添加。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)可以具有為大約-WC至大約40。C，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約-20。C至大約l(TC的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物可以不具有具體明確的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。為了本發(fā)明組合物顯示有效的阻燃性能，所述聚合物顯示某些熱穩(wěn)定特性是合乎需要的。這些特性可能與當(dāng)所述聚合物燃燒時(shí)其經(jīng)歷的質(zhì)量損失有關(guān)。這種質(zhì)量損失可以使用熱重分析(TGA)測(cè)量。釆用TGA,使用靈敏的天平來(lái)檢測(cè)隨溫度而變的樣品重量。聚合物(A)當(dāng)經(jīng)歷TGA時(shí)在350。C的溫度下可以顯示至少大約Swt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約5wt。/。-大約30w"/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約Swt。/。-大約60wty。的總質(zhì)量損失。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)當(dāng)經(jīng)歷TGA時(shí)在360。C的溫度下可以顯示至少大約6wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約6wt。/。-大約35"%,在一個(gè)實(shí)施方案中大約6wtl"大約70wt。/。的總質(zhì)量損失。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)當(dāng)經(jīng)歷TGA時(shí)在370'C的溫度下可以顯示至少大約7wt°/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約？wt。/。-大約40wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約7wty。-大約80wt。/。的總質(zhì)量損失。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)當(dāng)經(jīng)歷TGA時(shí)在390。C的溫度下可以顯示至少大約14wty。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約14wt。/。-大約60wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約14wt。/。-大約90wt。/。的總質(zhì)量損失。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)當(dāng)經(jīng)歷TGA時(shí)在400。C的溫度下可以顯示至少大約25wty。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約25wty。-大約60wt°/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約25wt。/。-大約90wt。/。的總質(zhì)量損失。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)當(dāng)經(jīng)歷TGA時(shí)在410。C的溫度下可以顯示至少大約44wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約44w"/。-大約80wty。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約44wt。/。-大約95wt。/o的總質(zhì)量損失。當(dāng)將本發(fā)明的組合物燃燒時(shí)，這些特性可能有助于穩(wěn)定的炭的形成。以下實(shí)施例l公開(kāi)了與本發(fā)明范圍內(nèi)的聚合物(A)對(duì)應(yīng)的共聚物的制備，以下實(shí)施例C-l公開(kāi)了不在本發(fā)明范圍內(nèi)的但是出于對(duì)比目的而給出的共聚物。實(shí)施例l通過(guò)將水(270g)、30%的月桂基硫酸鈉溶液(30g)和單體(180g苯乙烯、418.2g丙烯酸正丁酯、3.6g亞甲基-雙-丙烯酰胺)的混合物添加到預(yù)混合容器中制備單體預(yù)混合物。攪拌該預(yù)混合容器的內(nèi)容物。將水(324g)和30%的月桂基硫酸鈉溶液(1.lg)添加到聚合反應(yīng)器中。在氮?dú)獯祾呦聠?dòng)聚合反應(yīng)器中的攪拌。將聚合反應(yīng)器的溫度升高到80匸的引發(fā)溫度。將引發(fā)劑(3g過(guò)硫酸鈉)添加到聚合反應(yīng)器中。以4.3g/min的速度將單體預(yù)混合物添加到聚合反應(yīng)器中。在lS0分鐘的期間內(nèi)將附加量的引發(fā)劑(在50g水中的0.18g過(guò)硫酸鈉)計(jì)量加入。在攪拌和87。C的溫度下將反應(yīng)混合物保持在聚合反應(yīng)器中28S分鐘以允許反應(yīng)進(jìn)行?？梢蕴砑痈郊恿康难趸€原引發(fā)劑以使單體的聚合完成，并且可以在攪拌下將反應(yīng)混合物保持在聚合反應(yīng)器中一段附加時(shí)間。將聚合反應(yīng)器冷卻，過(guò)濾聚合反應(yīng)器內(nèi)容物并將其倒入儲(chǔ)存容器中。實(shí)施例C-1通過(guò)將水(100g)、30。/。的月桂基硫酸鈉溶液(6g)、衣康酸(12g)、48。/。的N-羥曱基丙烯酰胺(25g)、苯乙烯(306g)、丙烯酸正丁酯(264g)和丙烯酸"g)添加到預(yù)混合容器中形成單體預(yù)混合物。攪拌該預(yù)混合容器的內(nèi)容物。將水(200g)添加到聚合反應(yīng)器中。在氮?dú)獯祾呦聠?dòng)聚合反應(yīng)器中的攪拌。將聚合反應(yīng)器的溫度升高到87。C的引發(fā)溫度。將引發(fā)劑(2.4g過(guò)硫酸鈉)添加到聚合反應(yīng)器中。以4.3g/min的速度將單體預(yù)混合物添加到聚合反應(yīng)器中。添加附加量的引發(fā)劑(在53g水中的0.24g過(guò)硫酸鈉)。在攪拌和87'C的溫度下將反應(yīng)混合物保持在聚合反應(yīng)器中210分鐘以允許反應(yīng)進(jìn)行。添加附加量的引發(fā)劑(在50g水中的0.18g過(guò)硫酸鈉)并再攪拌該反應(yīng)混合物75分鐘。將聚合反應(yīng)器冷卻，過(guò)濾聚合反應(yīng)器內(nèi)容物并將其倒入儲(chǔ)存容器中。使用以下程序測(cè)定在實(shí)施例1和C-l中制備的聚合物的TGA。在TA儀器Model2950HR(高分辨率)熱解重量分析儀上對(duì)樣品進(jìn)行熱重分析試驗(yàn)。稱量大約10-20mg每種樣品放入涂了焦油的鋁TGA盤中。以IO。C/分鐘的速度將溫度提高到55(TC的最高溫度。在氮?dú)鈿夥罩屑訜針悠?。使用ThermalAdvantageSoftware記錄數(shù)據(jù)并采用UniversalAnalysis2000軟件分析數(shù)據(jù)。按照ASTME1131-98進(jìn)行試驗(yàn)。這些聚合物的TGA結(jié)果在圖1中示出并復(fù)制在下表1中。在表l中，數(shù)值表示在給定的溫度下的質(zhì)量損失(單位為wty。)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>包含聚合物(A)的膠乳組合物可以與(B)至少一種酸源、(C)至少一種碳產(chǎn)生源和(D)至少一種發(fā)泡劑結(jié)合以形成阻燃性組合物?？梢栽谂c膠乳組合物混合之前將組分(B)、(C)和(D)彼此混合。組分(B)、(C)和(D)的混合物可以稱為膨脹型組合物?？梢园醋銐虻闹亓勘葘⒃撆蛎浶徒M合物與膠乳組合物混合以為所得的膠乳組合物以及所得的膠乳組合物可能涂覆在其上的基材提供增強(qiáng)的阻燃特性?？梢允褂萌魏芜m合于混合水分散體的混合技術(shù)將該組合物混合。基于固體/固體，聚合物(A)與膨脹型組合物(即，組分(B)、(C)和(D)的結(jié)合物)的重量比可以為大約l:25-大約25:1,在一個(gè)實(shí)施方案中為大約l:20-大約4:l,在一個(gè)實(shí)施方案中為大約l:20-大約3:1，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約1:20-大約2:1，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約1:10-大約3:2。酸源(B)可以包括任何在大約175'C-大約300。C，在一個(gè)實(shí)施方案中大約20(TC-大約250X:的溫度下產(chǎn)生酸的材料，例如無(wú)機(jī)酸。酸源可以包括具有由通式(P03-.NH4+)x表示的重復(fù)單元的聚磷酸銨，其中x是1-大約3500，在一個(gè)實(shí)施方案中大約150-大約2500,在一個(gè)實(shí)施方案中大約600-大約1200的數(shù)值。酸源可以包括蜜胺(聚)磷酸鹽。酸源可以包括一種或多種正磷酸一銨、正磷酸二銨、縮合磷酸、正磷酸等。這些可以與充氨劑和縮合劑如脲；碳酸銨；縮二脲；磺酰胺；氨基磺酸；氨基磺酸銨；脒基脲；甲脲甲酰胺；氨基脲；1，3-二氨基脲；聯(lián)二脲等熱縮合。例如，正磷酸一銨和脲可以經(jīng)熱縮合以通過(guò)在大約U0'C的溫度下將由基本上等摩爾量形成的熔體熱處理大約3小時(shí)制備基本上水不溶性的聚磷酸銨。基于膨脹型組合物中的固體的總重量，可以以大約2wt。/。-大約90wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約5wt。/。以大約90wt%,在一個(gè)實(shí)施方案中大約10wt。/。-大約90wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約20wt^-大約85wa，在一個(gè)實(shí)施方案中大約40wt。/。-大約80wt。/。的濃度將酸源用于膨脹型組合物(即，(B)、(C)和(D)的結(jié)合物)中。碳產(chǎn)生源(C)可以包括季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、碳水化合物改性的糖、碳水化合物改性的淀粉、水可分散的蛋白質(zhì)、明膠、酪蛋白、任何上述物質(zhì)的衍生物、和它們中兩種或更多種的混合物。碳產(chǎn)生源可以稱為碳化源或炭產(chǎn)生源?；谂蛎浶徒M合物中的總固體，可以以大約lwt。/廣大約60wty。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約5wt。/。-大約60wt%,在一個(gè)實(shí)施方案中大約10wt。/。-大約40wt。/。的濃度將碳產(chǎn)生源用于膨脹型組合物中。發(fā)泡劑(D)可以包括任何在大約100。C-大約50(TC，在一個(gè)實(shí)施方案中大約150。C-大約500。C,在一個(gè)實(shí)施方案中大約230。C-大約400。C的溫度下受熱后產(chǎn)生惰性氣體的材料。發(fā)泡劑可以包括有機(jī)胺或酰胺。發(fā)泡劑可以包括蜜胺、蜜胺鹽、脲、雙氰胺或它們中兩種或更多種的混合物?；谂蛎浶徒M合物中的總固體重量，可以以大約lwt。/廣大約60wt9/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約5wt。/。-大約60wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中大約10wt%-大約40wt%的濃度使用發(fā)泡劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物(A)的軟化溫度范圍可以與膨脹型組合物(即，組分(B)、(C)和(D)的結(jié)合物)分解、釋放不燃?xì)怏w和泡沫的溫度同步，使得與該膨脹型組合物結(jié)合的聚合物(A)可以形成捕集不燃?xì)怏w的基體和提供火和熱阻隔性的膨脹層。以下實(shí)施例2公開(kāi)了在本發(fā)明范圍內(nèi)的膨脹型組合物。實(shí)施例2根據(jù)以下配方制備膨脹型組合物。這一組合物具有7iwty。的固體含量。重量份水28IgepalCO-530(由Rhoda供應(yīng)的非離子型表面活性劑，稱為壬基苯酚乙氧基化物)0.1蜜胺14.1季戊四醇14.1CarbopolEP-1(由Noveon供應(yīng)的增稠劑，稱為分散在水中的固體含量為30wt。/。的丙烯酸乙酯和曱基丙烯酸的交聯(lián)共聚物)1.1氨(28wt。/。的水溶液)0.1FRCross84(由Budenheim供應(yīng)的聚磷酸銨)42.4以下實(shí)施例3公開(kāi)了將得自實(shí)施例1和C-1的聚合物與得自實(shí)施例2的膨脹型組合物混合以形成膠乳樣品I和C-1。實(shí)施例3以l:l的固體比的固體重量比將得自實(shí)施例2的膨脹型組合物與得自實(shí)施例1和C-1的組合物共混以制備膠乳樣品I和C-I。樣品I和C-I各自具有45wt。/。的固體含量。對(duì)于樣品I和C-I中的每一個(gè)，在攪拌樣品的同時(shí)添加得自實(shí)施例3的膨脹型組合物。添加作為表面活性劑的月桂基疏酸鈉(lwt%)以使所得的混合物穩(wěn)定。將水添加到每個(gè)混合物中以為每個(gè)混合物提供50wt。/。的固體含量。本發(fā)明的膠乳組合物，其包含水和組分(A)、(B)、(C)和(D)，作為粘結(jié)劑、涂層等可能是有用的。這種組合物可以突出表現(xiàn)在增強(qiáng)的阻燃性能。該膠乳組合物的固體含量可以為大約20wty。-80wt。/。，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約25wt。/。-75wt。/。?？梢允褂萌魏渭夹g(shù)將該膠乳組合物涂覆到任何基材上，包括刷涂、噴涂、浸涂、輥涂、輥轉(zhuǎn)移、泡沫涂覆、薄膜涂覆等?；目梢园静?、塑料、金屬、干砌墻(drywall)、磚石、織造纖維的網(wǎng)幅或氈布、非機(jī)織纖維的網(wǎng)幅或氈布等。該膠乳組合物向基材的涂覆可以在與終端應(yīng)用一致的任何溫度下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以在室溫下將膠乳組合物涂覆到基材上。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的膠乳組合物可以用作機(jī)織纖維的網(wǎng)幅或氈布、非機(jī)織纖維的網(wǎng)幅或氈布等的粘結(jié)劑。纖維可以部分或完全地取向或者它們可以無(wú)規(guī)地分布。當(dāng)纖維具有這種經(jīng)得起梳理操作(依靠長(zhǎng)度和柔韌性)的性質(zhì)時(shí)，可以通過(guò)梳理形成網(wǎng)幅或氈布。纖維可以包括天然織物纖維如纖維素、黃麻、劍麻、苧麻、大麻和棉，以及許多合成有機(jī)織物纖維，包括人造絲、纖維素酯的那些如醋酸纖維素，乙烯基樹(shù)脂纖維如聚氯乙烯及其共聚物的那些，聚丙烯腈及其共聚物，聚酯如聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)，烯烴如乙烯和丙烯的聚合物和共聚物，縮合聚合物如聚酰亞胺或尼龍類等。在給定的網(wǎng)幅中可以使用的纖維可以是單一組合物的那些或纖維的混合物。本發(fā)明的膠乳組合物可以與纖維素材料或纖維素材料的共混物結(jié)合。這些包括由纖維素纖維制成的紙張；通過(guò)將天然纖維、合成纖維或此類天然纖維和合成纖維的混合物粘結(jié)制得的非機(jī)織織物；以及機(jī)織織物。采用紙基材時(shí)，該膠乳組合物可能有助于紙的強(qiáng)度。釆用具有非機(jī)織、無(wú)規(guī)取向的結(jié)構(gòu)的紙布產(chǎn)品時(shí)，該膠乳組合物可能充當(dāng)粘結(jié)劑以使該結(jié)構(gòu)結(jié)合并提供強(qiáng)度。紙布產(chǎn)品的實(shí)例包括高強(qiáng)度、高吸收性材料如一次性用品，例如用戶和工業(yè)擦布或毛巾、尿布、手術(shù)包和袍，工業(yè)工作服和女性衛(wèi)生用品。本發(fā)明的膠乳組合物可以用作耐用品如地毯和墊子背襯、衣服內(nèi)襯、汽車元件和家用家具的粘結(jié)劑，和用作土木工程材料如道路襯底的粘結(jié)劑。非機(jī)織基材可以由玻璃纖維、聚酯、人造絲、碳纖維等形成。這些非機(jī)織基材可以通過(guò)濕法成網(wǎng)法或干法成網(wǎng)法或氣流成網(wǎng)法制備。在每種情況下，該膠乳組合物可以用來(lái)將纖維粘結(jié)在一起。基于聚合物(A)和纖維的總重量，可以涂覆到纖維上的膠乳組合物的比例可以足以提供大約O.lwt%大約200wt%，在一個(gè)實(shí)施方案中大約3wt%大約50wt%聚合物(A)。在將膠乳組合物涂覆到基材上之后，可以在室溫下或者在高溫下將所得涂覆的、浸漬的或飽和的基材干燥。在完成干燥之后或者作為干燥步驟的最后一步，可以使基材經(jīng)歷烘烤或固化步驟。在一個(gè)實(shí)施方案中，烘烤或固化步驟可以在大約110。C-大約17(TC的溫度下進(jìn)行大約0.5-大約10分鐘。當(dāng)本發(fā)明的膠乳組合物已涂覆于其上的纖維的網(wǎng)幅或氈布暴露于熱或燃燒下時(shí)，在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中，在導(dǎo)致燃燒的早期火焰?zhèn)鞑サ玫浇档筒⑶以谌紵暮笃谔啃纬伞＿@樣為膠乳組合物和該膠乳組合物已經(jīng)涂覆于其上的網(wǎng)幅或氈布提供了增強(qiáng)的阻燃特性。本發(fā)明膠乳組合物作為保護(hù)性和/或裝飾性涂料組合物可能是有用的并且當(dāng)涂覆到基材上時(shí)可為基材提供阻燃性能?？梢允褂萌魏渭夹g(shù)，例如噴涂、刷涂、輥涂、浸涂、流涂等將這些涂料組合物涂覆到基材上?；目梢允侨魏涡枰米枞纪苛辖M合物涂覆的基材。這些包括由木材，塑料、金屬、干砌墻、磚石等制成的基材?？梢砸源蠹sO.l-大約1000克/平方米，在一個(gè)實(shí)施方案中大約l-大約200克/平方米的涂覆量將本發(fā)明膠乳組合物涂覆到基材上。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)本發(fā)明膠乳組合物的涂層暴露于熱和/或燃燒下時(shí)，該涂層為基材提供保護(hù)性碳質(zhì)燒焦層，該燒焦層顯示增強(qiáng)的阻燃性能。以下實(shí)施例4公開(kāi)了，就膠乳樣品I與膠乳樣品C-I相比而言，顯示改進(jìn)的阻燃性能的試驗(yàn)結(jié)果。實(shí)施例4將得自實(shí)施例3的膠乳樣品I和C-I中的每種在Mylar薄片上鑄塑成厚度為25密耳的薄膜，在室溫下干燥一整夜，并放入在50。C的溫度下運(yùn)行的烘箱中一小時(shí)。從烘箱中取出薄膜，放置在干冰上10分鐘，然后從Mylar薄片上剝掉。在50"C的溫度和100磅/平方英寸(psi)的壓力下將每個(gè)薄膜壓在100%棉薄片上2分鐘。將所得織物樣品在300下(148.9°C)下固化3分鐘，切成正方形(3x3英寸)，并放在表面溫度為650。C的陶瓷輻射加熱器的上方一英寸處的支架上。每個(gè)織物樣品的薄膜一側(cè)面向該輻射加熱器。使用IR槍在180秒的時(shí)間內(nèi)測(cè)量每個(gè)織物樣品的非薄膜一側(cè)的溫度。每個(gè)樣品的結(jié)果在圖2中繪出。這些結(jié)果顯示樣品I與樣品C-I相比織物溫度低大約90'C。雖然已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)其進(jìn)行了說(shuō)明，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各種修改將對(duì)閱讀了本說(shuō)明書(shū)的本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。因此，應(yīng)該理解的是，在此公開(kāi)的本發(fā)明旨在覆蓋屬于所附權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的那些修改。權(quán)利要求1.組合物，包含(A)至少一種無(wú)鹵聚合物，該聚合物當(dāng)經(jīng)歷熱重分析時(shí)在370℃的溫度下顯示至少大約7wt％的總質(zhì)量損失；(B)至少一種酸源；(C)至少一種碳產(chǎn)生源；和(D)至少一種發(fā)泡劑。2.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)衍生自一種或多種包含至少一種丙烯酸酯、二烯烴、苯乙烯、乙烯基酯、腈、烯烴或它們中兩種或更多種的混合物的單體。3.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)衍生自一種或多種包含至少一種丙烯酸酯、二烯烴、苯乙烯、乙烯基酯、腈、烯烴、或它們中兩種或更多種的混合物的單體，以及一種或多種包含至少一種烯屬不飽和一元羧酸、乙烯基醚、乙烯基酮、丙烯酰胺、或它們中兩種或更多種的混合物的共聚單體。4.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)包含至少一種均聚物。5.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)包含至少一種共聚物。6.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)包含至少一種線性聚合物。7.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物U)包含至少一種支化聚合物。8.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)包含至少一種交聯(lián)聚合物。9.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物U)包含至少一種線性聚合物、至少一種支化聚合物、至少一種交聯(lián)聚合物，或它們中兩種或更多種的混合物。10.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)在經(jīng)歷熱重分析時(shí)在360匸的溫度下顯示至少大約6wty。的總質(zhì)量損失。11.權(quán)利要求l的組合物，其中該聚合物(A)在經(jīng)歷熱重分析時(shí)在39(TC的溫度下顯示至少大約14wty。的總質(zhì)量損失。12.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)在經(jīng)歷熱重分析時(shí)在400'C的溫度下顯示至少大約25wty。的總質(zhì)量損失。13.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)在經(jīng)歷熱重分析時(shí)在410'C的溫度下顯示至少大約44wty。的總質(zhì)量損失。14.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)包含至少一種共聚物，該共聚物衍生自包含(i)苯乙烯、一種或多種烷基取代的苯乙烯、或它們的混合物和(ii)至少一種丙烯酸烷基酯的單體的混合物，其中(i)與(ii)的重量比為大約O.05:l-大約2:1。15.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)包含至少一種共聚物，該共聚物衍生自包含苯乙烯和丙烯酸正丁酯的單體的混合物，其中苯乙烯與丙烯酸正丁酯的重量比為大約O.05:l-大約2:1。16.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)具有大約-4(TC至大約40。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。17.權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物(A)沒(méi)有具體明確的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。18.權(quán)利要求1的組合物，其中該酸源包含至少一種在大約1"。C-大約300。C的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生酸的材料。19.權(quán)利要求1的組合物，其中該酸源(B)包含聚磷酸銨、正磷酸一銨、正磷酸二銨、縮合磷酸、正磷酸或它們中兩種或更多種的混合物。20.權(quán)利要求1的組合物，其中該酸源(B)包含正磷酸一銨、正磷酸二銨、縮合磷酸、正磷酸或它們中兩種或更多種的混合物，將該酸源(B)與包含脲、碳酸銨、縮二脲、磺酰胺、氨基磺酸、氨基磺酸銨、脒基脲、曱脲甲酰胺、氨基脲、1，3-二氨基脲、聯(lián)二脲、或它們中兩種或更多種的混合物的試劑熱縮合。21.權(quán)利要求1的組合物，其中該碳產(chǎn)生源(C)包含季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、或它們中兩種或更多種的混合物。22.權(quán)利要求1的組合物，其中該碳產(chǎn)生源(C)包含碳水化合物改性的糖、碳水化合物改性的淀粉、水可分散蛋白質(zhì)、明膠、酪蛋白、或它們中兩種或更多種的混合物。23.權(quán)利要求1的組合物，其中該發(fā)泡劑(D)包含至少一種在大約ioox:-大約5oo。c的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生惰性氣體的材料。24.權(quán)利要求1的組合物，其中該發(fā)泡劑(D)包含蜜胺、蜜胺鹽、脲、雙氰胺、或它們中兩種或更多種的混合物。25.權(quán)利要求1的組合物，其中(B)、(C)和(D)構(gòu)成一種膨脹型組合物，以該膨脹型組合物中固體的總重量計(jì)，該酸源(B)占該膨脹型組合物的大約2wt。/。-大約90wt。/。；以該膨脹型組合物中固體的總重量計(jì)，該碳產(chǎn)生源(C)占該膨脹型組合物的大約lwt。/。-大約60wt。/。；以該膨脹型組合物中固體的總重量計(jì)，該發(fā)泡劑(D)占該膨脹型組合物的大約lwt。/。-大約60wtn/。。26.權(quán)利要求1的組合物，其中(B)、(C)和(D)構(gòu)成一種膨脹型組合物，基于固體/固體，該聚合物(A)與該膨脹型組合物的重量比為大約l:25-大約25:1。27.組合物，包含(A)至少一種衍生自苯乙烯和丙烯酸正丁酯的無(wú)卣共聚物，該聚合物在經(jīng)歷熱重分析時(shí)在370。C的溫度下顯示至少大約？wa的總質(zhì)量損失，該聚合物(A)不是牛頓型共聚物和網(wǎng)狀共聚物的共混物；(B)聚磷酸銨；(C)季戊四醇；和(D)蜜胺。28.包含水和權(quán)利要求l的組合物的膠乳組合物。29.包括纖維的網(wǎng)幅或氈布和權(quán)利要求l的組合物的基材。30.包括基材和涂覆在該基材上的權(quán)利要求l的組合物的涂層的涂覆基材。31.基材，其包括木材、金屬、塑料、干砌墻、磚石、機(jī)織纖維、非機(jī)織纖維或它們中兩種或更多種的結(jié)合物，和涂覆到該基材上的權(quán)利要求1的組合物。全文摘要所公開(kāi)的發(fā)明涉及組合物，該組合物包含(A)至少一種無(wú)鹵聚合物，該聚合物在經(jīng)歷熱重分析時(shí)在370℃的溫度下顯示至少大約7wt％的總質(zhì)量損失；(B)至少一種酸源；(C)至少一種碳產(chǎn)生源；和(D)至少一種發(fā)泡劑。文檔編號(hào)C08K3/00GK101128527SQ200580038977公開(kāi)日2008年2月20日申請(qǐng)日期2005年11月8日優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日發(fā)明者D·L·里維斯,I·瑪庫(kù),J·D·丘奇,P·K·沙哈,S·A·哈瓦斯,S·T·考曼申請(qǐng)人:路博潤(rùn)高級(jí)材料公司