載有磷的顆粒及其制備和使用方法
【專利摘要】阻燃劑添加劑包含吸附至多孔載體中的紅磷。該載體可以與白磷在高于白磷熔點(41℃)混合，以使液體磷通過毛細管作用吸入載體的孔隙中?？梢詫⒃撦d有磷的載體加熱至高于250℃，以將白磷轉化為紅磷。所獲得的載有紅磷的載體可以保持阻燃活性，并且也因更容易處理和按配方制造而免于被環(huán)境破壞。通過采用適當小粒徑的顆粒，將阻燃性的載有紅磷的載體結合至薄膜中是可行的。
【專利說明】載有磷的顆粒及其制備和使用方法
【背景技術】
[0001]除非本文中另外指出，否則本部分中所描述的材料不是相對于本申請中權利要求的現(xiàn)有技術，并且不因包含于本部分中而被承認是現(xiàn)有技術。
[0002]磷和磷化合物具有幾種提供阻燃性的特征:高自由基淬滅能力，其可對使火焰蔓延的化學作出限制；和可形成焦化層的焦化燃燒產物，其以物理方式覆蓋下方材料并對其進行保護，使其避免燒損。
[0003]對聚合物添加更多磷會提高阻燃性，因為這增加了磷燃燒時產生的磷酸鹽焦化層的最終厚度。濃縮形式的磷是紅磷，但形成用于與聚合物混合的粒狀粉末會非常困難，并且它在與水分接觸時會釋放有毒的磷化氫氣體。例如，磷已被用于混有硅膠的雙組分混合物，并發(fā)現(xiàn)具有阻燃作用。但是，要將這種混合物形成適于處理的自由流動的粒狀粉末會非常困難，并且仍會對與水分接觸敏感。
[0004]期望的是，利用紅磷作為焦化物形成體制成聚合物涂層，因為這種膜在防止下方聚合物燃燒時是非常高效的。然而，磷顆粒平均直徑通常大于100微米，這會限制聚合物膜厚，因為這種顆粒將從比粒徑薄的膜中探出。這種顆粒也會在較厚的聚合物制品的表面上暴露。這種暴露的顆粒是不合期望的，因為除對聚合物制品的其他潛在的負面功能和掩飾作用之外，它們還會與水反應形成有毒的磷化氫氣體?；煊泄枘z的雙組分磷混合物可能不適合聚合物薄膜和聚合物表面，因為磷仍會包括平均粒徑大于100微米的典型的顆粒。
[0005]本公開意識到，將磷作為阻燃劑結合至聚合物、特別是聚合物薄膜中會是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。

【發(fā)明內容】

[0006]本公開內容主要描述關于使用磷的阻燃劑組合物的組合物和方法。
[0007]根據一些實例，提供一種阻燃劑組合物。該阻燃劑組合物可以包含:包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；和吸附至該不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的紅磷。
[0008]根據另一些實例，提供一種阻燃劑聚合物組合物。該阻燃劑聚合物組合物可以包含至少一種聚合物和分散在該聚合物中的阻燃劑組合物。該阻燃劑組合物可以包含:包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；和吸附至該不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的紅磷。
[0009]根據另一些實例，提供一種阻燃劑組合物的制造方法。該阻燃劑組合物的制造方法可以包括:提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；提供包含磷的流體；將該流體與該不燃性顆粒接觸；和使流體中的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中，以產生包含被不燃性顆粒吸附的固體紅磷的阻燃劑組合物。
[0010]根據再一些實例，提供一種阻燃劑聚合物組合物的制造方法。該阻燃劑聚合物組合物的制造方法可以包括:提供聚合物；提供阻燃劑，所述阻燃劑包含不燃性顆粒和紅磷，所述不燃性顆粒包含納米尺度的孔隙，所述紅磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中；和將聚合物與阻燃劑接觸以形成聚合物組合物。
[0011]根據一些實例 ，提供一種計算機可讀存儲介質，所述介質具有存儲于其上的用于制造阻燃劑組合物的指令。指令可以包括:提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；提供包含磷的流體；將該包含磷的流體與該不燃性顆粒接觸；和使流體中的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中，以產生包含被不燃性顆粒吸附的紅磷的阻燃劑組合物。
[0012]根據另一些實例，提供一種阻燃劑組合物的制備系統(tǒng)。該阻燃劑組合物的制備系統(tǒng)可以包括:被構造用于混合固體和液體的混合腔；磷源；顆粒源；加熱器；和溶劑源。
[0013]以上
【發(fā)明內容】
只是示例性的，絕不意在進行限制。除上述說明性方面、實施方式和特征之外，其他方面、實施方式和特征通過參照附圖和以下詳細描述也將顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 參照附圖，由以下描述和所附權利要求，本公開內容的以上和其他特征將得到更充分顯現(xiàn)。了解了這些附圖描繪的僅是公開內容的幾個實施方式因而不認為其限制本發(fā)明之后，公開內容將通過利用附圖而被描述得更加具體而詳細，其中:
[0015]圖1A說明的是保護性焦化層在聚合物表面上的形成；
[0016]圖1B說明的是聚合物復合材料，所述聚合物復合材料包含基體聚合物和阻燃劑層，所述阻燃劑層包含聚合物膜和紅磷顆粒集群；
[0017]圖2說明的是可以具有一個或多個納米孔隙的不燃性顆粒。該不燃性顆?？梢暂d有紅磷以形成阻燃劑組合物；
[0018]圖3說明的是加工紅磷和白磷的各種條件；
[0019]圖4A說明的是白磷與示例性阻燃劑組合物的分離；
[0020]圖4B說明的是聚合物制品，所述制品各自包含阻燃劑聚合物組合物；
[0021]圖5A是顯示可用于制造示例性阻燃劑組合物的操作的流程圖；
[0022]圖5B是顯示可用于制造示例性阻燃劑聚合物組合物的操作的流程圖；
[0023]圖6是可用于制造示例性阻燃劑組合物和阻燃劑聚合物組合物的自動化機器600的框圖；
[0024]圖7說明的是可用于在制造阻燃劑組合物和阻燃劑聚合物組合物時控制圖6的自動化機器的通用計算設備；
[0025]圖8A說明的是可用于在制造示例性阻燃劑組合物時控制圖6的自動化機器或類似制造設備的示例性計算機程序產品的框圖；
[0026]圖SB說明的是可用于在制造示例性阻燃劑聚合物組合物時控制圖6的自動化機器或類似制造設備的示例性計算機程序產品的框圖；
[0027]所有這些附圖根據至少一些本文所述的實施方式而設置。
【具體實施方式】
[0028]在以下【具體實施方式】中，對構成其一部分的附圖進行參照。附圖中，除非另有上下文指出，否則相似的附圖標記通常指示的是相似的組成部分?！揪唧w實施方式】、附圖和權利要求中所描述的說明性實施方式并不意在起限制作用?？梢圆捎闷渌麑嵤┓绞?，并可進行其他改變，而不偏離本文所提出的主題的主旨或范圍。容易理解的是，可以以各種各樣的不同配置，對如本文所一般性描述的及如附圖所說明的本公開內容的方面進行安排、取代、組合、分離和設計，所有這些在此都得到明確預期。[0029]本公開內容特別涉及與磷阻燃劑添加劑有關的組合物、方法、裝置、系統(tǒng)、設備和/或計算機程序產品。
[0030]簡而言之，阻燃劑添加劑包含吸附至不燃性顆粒中的紅磷。該顆?？梢耘c包含磷的流體混合。例如，可以使高于其熔點(~44°C)的熔融的白磷接觸該顆粒，并使其通過毛細管作用進入顆粒的孔隙中?？梢詫⒃撦d有白磷的顆粒加熱至高于250°C，以將白磷轉化為紅磷。所獲得的載有紅磷的載體可以保持阻燃活性，并且也因更容易處理和按配方制造而免于被環(huán)境破壞。通過采用適當小粒徑的顆粒，將載有阻燃劑紅磷的載體結合至聚合物膜中是可行的。
[0031]圖1A說明的是聚合物復合材料100，其包含可涂布有阻燃劑層104的基體聚合物102。熱和氧可以與阻燃劑層104反應以形成保護性焦化層108，保護性焦化層108可以保護基體聚合物，至少部分地使其免于進一步燒損。
[0032]圖1B說明的是聚合物復合材料110，聚合物復合材料110包含基體聚合物112和阻燃劑層114，阻燃劑層114包含聚合物膜118和紅磷顆粒116的集合。對于許多應用，可能期望的是阻燃劑層114具有平滑的表面。此外，在許多應用中，可能期望的是使紅磷顆粒116位于聚合物膜118中，以減少或避免紅磷顆粒116與環(huán)境中的物種(例如，水)之間的反應。但是，已知可以制備的穩(wěn)定的紅磷顆粒的平均粒徑在100微米以上。如果阻燃劑層114具有平滑的表面，則聚合物膜118的厚度會大于紅磷顆粒116的直徑。
[0033]圖2說明的是可以具有一個或多個納米孔隙204的不燃性顆粒202。不燃性顆粒202可以載有紅磷206以形成阻燃劑組合物200。
[0034]此處所用的“ 不燃性顆粒(noncombustible particulate) ”是包含在氧氣氣氛中不燒損的物質的顆粒的集合。在不同實例中，適當的不燃性顆粒可以包括硅膠、氧化鋁、沸石和/或氣凝膠的顆粒。不燃性顆粒可以通過以下方式預先制備:在真空下保持和/或加熱，例如可以煅燒硅膠。
[0035]不燃性顆粒202特征可以在于平均直徑小于約100微米，或者在一些實例中，平均直徑為約75微米、約60微米、約50微米、約40微米、約30微米、約25微米、約20微米、約15微米、約10微米、約5微米、約2.5微米或約I微米。在不同實例中，不燃性顆粒的平均粒徑可以在上句中的任意兩值之間、例如在約0.1微米與約100微米之間的范圍內。
[0036]不燃性顆粒202的特征可以在于，納米孔隙204的平均直徑小于不燃性顆粒202的平均直徑。在不同實例中，不燃性顆粒202中的納米孔隙204的平均直徑可以為約10微米、約8微米、約6微米、約4微米、約2微米、約I微米、約0.8微米、約0.6微米、約0.4微米、約0.2微米、約0.1微米、約0.08微米、約0.06微米、約0.04微米、約0.02微米、約0.01微米、約0.008微米、約0.006微米、約0.004微米、約0.002微米或約0.001微米。在不同實例中，不燃性顆粒202的平均粒徑可以在上句中的任意兩值之間、例如在約0.001微米與約10微米之間的范圍內。
[0037]不燃性顆粒202的特征可以在于例如通過氣體吸附測量的表面積與重量的比值。在不同實施例中，不燃性顆粒202的表面積與重量比值可以為至少:約20平方米/克、約50平方米/克、約100平方米/克、約250平方米/克、約500平方米/克、約750平方米/克、約1，000平方米/克、約1，500平方米/克或約2，000平方米/克。在不同實例中，不燃性顆粒202的表面積/重量值可以在上句中的任意兩值之間、例如在約20平方米/克與2，OOO平方米/克之間的范圍內。
[0038]不燃性顆粒202的特征可以在于以百分比表征的與由同一材料制得的非多孔固體相比的相對密度。在不同實例中，不燃性顆粒的相對密度為:約90%、約80%、約70%、約 60%、約 50%、約 40%、約 30%、約 20%、約 10%、約 6%、約 4%、約 2%、約 2%、約 1%、約0.5 %、約0.1 %或約0.05%。在不同實例中，不燃性顆粒202的相對密度可以在上句中的任意兩值之間、例如在約50%與約I %之間的范圍內。
[0039]阻燃劑組合物200可以通過任何適當工藝形成，所述工藝產生處在不燃性顆粒202的納米孔隙204中的紅磷206。在不同實例中，可以將白磷引入不燃性顆粒202的納米孔隙204中，在該處白磷可以被原位轉化為紅磷206。在一些實例中，可以將白磷和紅磷的組合引入不燃性顆粒202的納米孔隙204中，在該處白磷可以被原位轉化為紅磷206。在另一些實例中，可以將紅磷206直接引入不燃性顆粒202的納米孔隙204中。
[0040]例如，可以制備包含磷的流體，并使其與不燃性顆粒202接觸。包含磷的流體可以由熔融的磷(例如熔融的紅磷或熔融的白磷)代表。包含磷的流體可以由磷蒸氣(例如從沉淀的磷酸鹽蒸餾出的磷蒸氣)代表。圖3說明的是加工紅磷和白磷的各種條件。例如，在I大氣壓的壓力下，白磷在約44°C熔融?？梢岳缤ㄟ^毛細管作用、擴散或流體輸送等將熔融的白磷轉移至不燃性顆粒202的納米孔隙204中。在另一實例中，通過在減壓下加熱，白磷可以轉化為蒸氣，并使磷蒸氣在不燃性顆粒202的納米孔隙204中冷凝。
[0041]在另一些實例中，白磷可以溶解在溶劑中，并接觸不燃性顆粒202?？梢岳缤ㄟ^毛細管作用、擴散或流體輸送等將溶解的白磷移至不燃性顆粒202的納米孔隙204中。然后可以除去溶劑。適當的用于溶解白磷的溶劑包括二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳或三溴化磷等。適當的用于白磷的溶劑可以也包括有機溶劑，如丙酮、甲基乙基酮、乙醚、四氯化碳、三氯乙烯、己烷、環(huán)己烷、癸烷、苯、甲苯、溴乙烯、氯苯或對二溴苯等。
[0042]在一些實例中，可以將紅磷206直接引入不燃性顆粒202的納米孔隙204中。例如，紅磷可以溶解在溶劑中，并接觸不燃性顆粒202?？梢岳缤ㄟ^毛細管作用、擴散或流體輸送等將溶解的紅磷轉移至不燃性顆粒202的納米孔隙204中。然后可以除去溶劑。適當的用于溶解紅磷的溶劑包括三氯化磷和三溴化磷等。在一些實例中，紅磷可以熔融并接觸不燃性顆粒202，并可以通過毛細作用或擴散等被吸入納米孔隙204中。
[0043]當磷被添加至不燃性顆粒202的納米孔隙204時，一部分磷可以處于白磷的形態(tài)。在不同實例中，白磷可以在不燃性顆粒202的納米孔隙204中被原位轉化為紅磷。
[0044]圖3說明的是將白磷轉化為紅磷的不同溫度。如該圖所示，白磷通常在升至約44°C前處于固體形態(tài)(300)，在44°C時其開始液化(302)。白磷可以在約250°C與約380°C之間經過數分鐘至數小時的時段轉化為固體紅磷(304)。紅磷在約306°C與約583°C之間轉化為液體形態(tài)。
[0045]這些溫度是大概的，并可能會隨磷的純度而變化。此外，例如，可以使用催化劑或溶劑來促進轉化?？梢允褂玫饣蜾遄鳛橛糜诶缭诩s170°C將白磷轉化為紅磷的催化劑。在另一些實例中，在約170°C，于三氯化磷、三溴化磷或三碘化磷存在下，白磷可以轉化為紅磷。在一些實例中，通過用紫外和/或可見光(例如日光)照射數分鐘至數小時，白磷可以在納米孔隙中原位轉化為紅磷，所述時段取決于擬轉化為紅磷的白磷的量。在不同實例中，在將白磷轉化為紅磷的熱 或光操作之后，在不燃性顆粒的納米孔隙中可能保留有白磷。[0046]圖4A說明的是，使用可在紅磷206存在下選擇性溶解白磷的溶劑(例如二硫化碳、液氨、液體二氧化硫或液體二氧化碳等)可以萃取出白磷402。適當的用于白磷402的溶劑可以也包括有機溶劑，如丙酮、甲基乙基酮、乙醚、四氯化碳、三氯乙烯、己烷、環(huán)己烷、
癸燒、苯、甲苯、溴乙烯、氯苯或對二溴苯等。
[0047]在一些實例中，紅磷和/或白磷可以保持未被不燃性顆粒吸附的狀態(tài)?？梢圆捎萌绾Y分、旋風顆粒分離或靜電法等顆粒分離技術，從不燃性顆粒中分離任何未被吸附的紅磷和/或白磷顆粒。
[0048]在不同實例中，阻燃劑組合物200的特征可以在于總紅磷含量基本由被吸附的紅磷206構成。此處所用的“總紅磷含量”是指阻燃劑組合物中的所有磷。被吸附的紅磷可以被表征為總紅磷含量的百分比，在不同實例中其為至少約50 %、約60 %、約70 %、約80 %、約95%、約98%或約99%。
[0049]在不同實例中，阻燃劑組合物200的特征可以在于阻燃劑組合物中紅磷的重量％。紅磷的重量％可以為至少約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90 %、約95 %、約98 %或約99 %。在不同實例中，阻燃劑組合物中紅磷的重量％可以在上句中的任意兩值之間、例如在約30%與約90%之間的范圍內。
[0050]在不同實例中，阻燃劑組合物200的特征可以在于比較水與被吸附的紅磷206之間的反應速率與水與純紅磷之間的反應速率。例如，阻燃劑組合物200特征可以在于在25°C時水與被不燃性顆粒吸附的紅磷之間的反應速率；該反應速率可以低于在25°C時水與平均粒徑為100微米的純紅磷顆粒之間的反應速率。
[0051]圖4B說明的是聚合物制品410和聚合物制品410’，其各自包含阻燃劑聚合物組合物414，阻燃劑聚合物組合物414包含分散在聚合物418中的阻燃劑組合物顆粒200。在制品410中，阻燃劑聚合物組合物414和聚合物418以大的宏觀聚合物制品的形式繪制。在制品410’中，阻燃劑聚合物組合物414和聚合物418以接觸基體聚合物412的薄膜的形式繪制。由于阻燃劑組合物顆粒200直徑很小，因此在聚合物418處可以具有平滑的表面420，特別是在組合物410’中，其中聚合物418處于薄膜的形式。
[0052]在制品410’中，阻燃劑聚合物組合物414的特征可以在于，平均膜厚416可以小于約100微米、90微米、80微米、70微米、60微米、50微米、40微米、30微米、20微米或10微米。在不同實例中，平均膜厚416可以在上句中的任意兩值之間、例如在約10微米與約100微米之間的范圍內。在不同實例中，平均膜厚416可以大于阻燃劑組合物顆粒200的平均直徑。平均膜厚416可以使阻燃劑組合物顆粒200居于聚合物418的表面420之下，這也可以使表面420平滑。
[0053]在一些實例中，阻燃劑組合物顆粒200中被不燃性顆粒202吸附的紅磷特征可以在于與阻燃劑聚合物組合物414總重相比的重量％。例如，與阻燃劑聚合物組合物414總重相比,紅磷的重量％可以為至少:約0.1%、約1%、約5%、約10%、約15%、約20%或約25%。在不同實例中，與阻燃劑聚合物組合物414相比紅磷的重量％可以在上句中的任意兩值之間、例如在約0.1%與約25%之間的范圍內。
[0054]在不同實例中，聚合物418包括聚烯烴、聚烷撐、聚氧烷撐、聚乙烯撐、聚芳撐、聚雜芳撐、聚酯、聚對苯二甲酸烷撐酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈-丁二烯-聚苯乙烯、聚碳酸酯、 聚醚、聚氨酯、環(huán)氧化物、它們的混合物及它們的共聚物中的一種或多種。
[0055]示例性實施方式也可以包括如此處所述的阻燃劑組合物200和阻燃劑聚合物組合物414的制造方法。這些方法可以以任意數量的方式實現(xiàn)，使其包括此處所述的結構。一種此類方法系通過本公開內容中所述種類的設備的機器操作來實現(xiàn)。另一可選方式是，將方法的一個或多個個別操作與進行一些操作的一個或多個人工操作者結合來進行，而其他操作通過機器來進行。這些人工操作者不需要彼此并置，但各自可以僅操作執(zhí)行一部分程序的機器。在另一些實例中，人際互動可以是通過預先選定的機器自動化標準而被自動化。
[0056]示例性實施方式也可以包括方法。這些方法可以以任意數量的方式實現(xiàn)，使其包括此處所述的結構。一種此類方法可以通過本公開內容中所述種類的設備的機器操作來實現(xiàn)。另一可選方式可以是，將方法的一個或多個個別操作與進行一些操作的一個或多個人工操作者結合來進行，而其他操作可以通過機器來進行。這些人工操作者不需要彼此并置，但各自可以僅操作執(zhí)行一部分程序的機器。在另一些實例中，人際互動可以是通過預先選定的機器自動化標準而被自動化。
[0057]圖5A是說明根據至少一些本文所述的實施方式形成阻燃劑組合物的示例性方法的流程圖。圖5B是說明根據至少一些本文所述的實施方式形成阻燃劑聚合物組合物的示例性方法的流程圖。根據至少一些本文所述的實施方式，圖5A和圖5B的動作可以由如圖6中的系統(tǒng)600等制造系統(tǒng)進行，并由如圖7中的設備700等計算設備控制。示例性方法可以包括一個或多個操作、功能或動作，如方框522、524、526、528、530、532、534、536、538、540、542、544、546、548和/或550中的一個或多個所說明。方框522至550所述的操作也可以存儲在計算機可讀介質中作為計算機可執(zhí)行指令，所述介質例如為計算設備510的計算機可讀介質520。
[0058]如阻燃劑組合物200等阻燃劑組合物的示例性制造工序可以始于圖5A中的方框522 “提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆?！?，例如，由圖6中的顆粒源622提供的如圖2中所繪制的具有納米孔隙204的不燃性顆粒202。
[0059]仍參照圖5A，方框522之后跟隨方框524 “提供包含磷的流體”，例如，其來自磷流體源624。方框524之后跟隨方框526 “使流體接觸不燃性顆粒”，和方框528 “使流體中的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中”，這可以在混合器/反應器/吸收器腔620中進行。
[0060]在一些實例中，方框524中的包含磷的流體可以例如通過使用例如如圖3中所述的將白磷在高于約44°C熔融或者將紅磷在高于約570°C熔融的加熱器626，在可選的方框530 “將磷熔融以形成作為熔融的磷的流體”中產生。
[0061]在另一些實例中，包含磷的流體可以在可選的方框532 “提供作為磷溶液的流體”中產生，所述流體例如為白磷在二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳、三溴化磷或有機溶劑中的溶液；或者例如為紅磷的三氯化磷或三溴化磷溶液等。方框532可以使用磷源624、溶劑源628和混合器/反應 器620來實現(xiàn)。
[0062]在一些實例中，可以包括可選的方框534 “如果被吸附的磷為白磷，則將該白磷轉化為紅磷”。例如，如圖3所繪制，白磷可以通過過以下方式轉化為紅磷:將白磷加熱至高于約250°C;將白磷在三氯化磷、三溴化磷、三碘化磷、溴或碘存在下加熱至高于約170°C;或將白磷暴露于光等等。方框534可以使用加熱器/光源626來實現(xiàn)。
[0063]一些實例可以包括可選的方框536“冷卻，或除去溶劑以獲得阻燃劑組合物”，例如使用加熱器626。
[0064]如阻燃劑聚合物組合物414等阻燃劑聚合物組合物的示例性制造工序可以始于圖5B的方框538 “提供聚合物”，例如使用聚合物源624提供如圖4B所繪制的聚合物418。方框538之后可以跟隨方框540“提供包含不燃性顆粒和被吸附的紅磷的阻燃劑，所述不燃性顆粒包含納米尺度的孔隙”，例如如圖2和圖4B所繪制的阻燃劑組合物200。方框540之后可以跟隨方框542 “使聚合物與阻燃劑接觸以形成聚合物組合物”，例如使用混合/反應器腔620來進行。
[0065]在一些實例中，可以包括可選的方框544 “提供聚合物的有機溶劑溶液，使聚合物的有機溶劑溶液與阻燃劑接觸，并除去有機溶劑以形成聚合物組合物”。方框544可以使用聚合物源623、溶劑源628和混合器/反應器620中的一種或多種來實現(xiàn)。
[0066]在一些實例中，可以包括可選的方框546 “提供聚合物的單體、使單體與阻燃劑接觸并聚合單體以形成與阻燃劑接觸的聚合物”。方框546可以使用單體源623、加熱器/光源626、溶劑源628和混合器/反應器620中的一種或多種來實現(xiàn)。
[0067]在一些實例中，可以包括可選的方框548 “提供熔融形態(tài)的聚合物、將熔融形態(tài)的聚合物與阻燃劑混合、并冷卻熔融形態(tài)的聚合物和阻燃劑以形成阻燃劑聚合物組合物”。方框548可以使用聚合物源623、加熱器626和混合器/反應器620中的一種或多種來實現(xiàn)。
[0068]在一些實例中，可以包括可選的方框550“將聚合物形成包含阻燃劑的膜”，例如如圖4B中所繪制的制品410’中的膜414。方框550可以使用混合器/反應器620、聚合物源624、加熱器626、溶劑源628和膜形成/涂布裝置630中的一種或多種來實現(xiàn)。適當的用于形成膜、涂層或其他形式的阻燃劑聚合物組合物的聚合物加工方法包括用于在不存在阻燃劑組合物時形成所述聚合物的任何適當方法。這些方法可以包括例如下述技術中的一種或多種:溶融加工；溶劑蒸發(fā)；減壓溶劑蒸發(fā)；旋涂；浸涂；嗔涂；溶劑燒注；刮板涂布(doctorblading);在超臨界狀態(tài)下除去溶劑；聚合物前體的原位聚合；或者原位固化或交聯(lián)聚合物；等等。適當的聚合物加工條件的具體細節(jié)可以基于被選定來制造阻燃劑聚合物組合物的特定聚合物來選擇。例如，溶液澆注法可以利用所關注聚合物的高沸點溶劑。關于制造阻燃劑聚合物組合物的一點額外的考慮可以包括用于將阻燃劑組合物顆粒分散在聚合物中的各種混合技術?？梢詫⒆枞紕┙M合物顆粒分散在聚合物或聚合物前體的溶液或液體中。分散方法可以包括機械技術，例如將與聚合物組合的阻燃劑組合物顆粒攪拌或機械球磨。分散方法也可以包括例如與聚合物接觸的納米顆粒的超聲波處理。在不同實例中，分散方法(例如，超聲波處理)之后緊隨聚合物形成法(例如，旋涂)，以避免分散的顆粒沉降。通過提供有機表面層涂層，可有助于阻燃劑組合物顆粒的分散。有機表面層涂層可以提高納米顆粒與聚合物之間的相互作用，從而使納米顆粒在聚合物中更好地分散。不燃性顆?？梢砸跃哂羞@種涂層的形式獲得，或者可以在與聚合物結合之前將該涂層應用于顆粒。
[0069]上述工序中包括的方框系出于說明目的。方法可以通過具有較少或附加的方框的類似工序而實現(xiàn)。在一些實例中，方框可以按照不通過順序執(zhí)行。在另一些實例中，可以取消不同的方框。在另一些實施方式中，可以將不同的方框分為附加的方框，或者結合成較少的方框。
[0070]圖6是自動機器600的框圖,根據至少一些實施方式，自動機器600可以使用圖5A和圖5B概述的工序步 驟，用于制造示例性的如本文所述的阻燃劑組合物和/或阻燃劑聚合物組合物。如圖6中所說明，制造控制器690可以偶聯(lián)于可用于執(zhí)行圖6中所述的步驟的機器，例如混合器/反應器/吸附器腔620、顆粒源622、可選的聚合物或單體源623、含有磷的流體源624、可選的加熱器/光源626、可選的溶解磷或聚合物用溶劑源628，和/或可選的涂層/膜形成機器630。制造控制器690可以由人工控制操作，或者可以通過網絡610由遙控器670引導。與控制制造介電材料的不同工序有關的數據可以存儲在數據存儲器680上和/或接收自數據存儲器680。
[0071]圖7說明的是通用計算設備700，根據本文所述的至少一些實施方式，通用計算設備700可用于實現(xiàn)阻燃劑組合物和阻燃劑聚合物組合物的制造方法。在示例性基本構造702中，計算設備700可以包括一個或多個處理器704和系統(tǒng)內存706。內存總線708可用于處理器704與系統(tǒng)內存706之間的通信。基本構造702由圖7中內部虛線內的那些組件說明。
[0072] 取決于所期望的構造，處理器704可以是任何類型，包括但不限于微處理器(μ P)、微控制器(μ C)、數字信號處理器(DSP)或其任意組合。處理器704可以包括一個或多個級別的緩存，如一級緩存712、處理器內核714和寄存器716。示例性處理器內核714可以包括算術邏輯單元(ALU)、浮點單元(FPU)、數字信號處理內核(DSP內核)或其任意組合。示例性內存控制器718也可以與處理器704 —起使用，或者在一些實施方式中，內存控制器718可以是處理器704的內部部分。
[0073]取決于所期望的構造，系統(tǒng)內存706可以是任何類型的，包括但不限于易失性內存(如RAM)、非易失性內存(如ROM、閃存等)或其任意組合。系統(tǒng)內存706可以包括操作系統(tǒng)720、一個或多個制造控制應用722和程序數據724。游戲服務應用722可以包括控制模塊725。程序數據724除其他數據外可以包括一個或多個與本文所述的阻燃劑組合物和阻燃劑聚合物組合物相關的控制參數，如材料數據728。
[0074]計算設備700可以具有附加的特征或功能和附加的接口，以促進基本構造702與任何所期望的設備和接口之間的通信。例如，總線/接口控制器730可用于促進基本構造702與一個或多個數據存儲設備732之間通過存儲接口總線734通信。數據存儲設備732可以是一個或多個可移動存儲設備736、一個或多個非可移動存儲設備738或其組合?？梢苿哟鎯头强梢苿哟鎯υO備的實例包括磁盤設備，如軟盤驅動器和硬盤驅動器(HDD);光盤驅動器，如壓縮光盤(CD)驅動器或數字多功能盤(DVD)驅動器；固態(tài)驅動器(SSD);和磁帶驅動器。示例性計算機存儲介質可以包括以任何信息存儲方法或技術實現(xiàn)的易失性和非易失性、可移動和非可移動介質，所述方法或技術例如為計算機可讀指令、數據結構、程序模塊或其他數據。
[0075]系統(tǒng)內存706、可移動存儲設備736和非可移動存儲設備738是計算機存儲介質的實例。計算機存儲介質包括但不限于RAM、ROM、EEPR0M、閃存或其他內存技術，CD-ROM、數字多功能盤(DVD)或其他光學存儲，磁盒、磁帶、磁盤存儲或其他磁存儲設備，或者可用于存儲所期望的數據信息并可被計算設備700訪問的任何其他介質。任何這種計算機存儲介質均可以是計算設備700的一部分。
[0076]計算設備700也可以包括接口總線740，其用于促進通過總線/接口控制器730由各種接口設備(例如，一個或多個輸出設備742、一個或多個外部接口 744以及一個或多個通信設備746)至基本構造702的通信。示例性輸出設備742有些包括圖形處理單元748和音頻處理單元750，它們可以被配置為通過一個或多個A/V端口 752與如顯示器或揚聲器等各種外部設備通信。一個或多個示例性外部接口 744可以包括串行接口控制器754或并行接口控制器756，它們可以被配置為通過一個或多個I/O端口 758與如輸入設備(例如，鍵盤、鼠標、筆、聲音輸入設備、觸摸輸入設備等)等外在設備或其他外部設備(例如，打印機、掃描儀等)通信。示例性通信設備746包括網絡控制器760，網絡控制器760可被設置用于促進經由一個或多個通信端口 764通過網絡通信連接與一個或多個其他計算設備762通信。一個或多個其他計算設備762可以包括例如通信控制器690。
[0077]網絡通信連接可以是通信介質的一個實例。通信介質通?？梢酝ㄟ^計算機可讀指令、數據結構、程序模塊或其他調制的數據信號，如載波或其他傳輸機制體現(xiàn)，并可以包括任何信息傳遞介質?！罢{制的數據信號”可以是下述信號，所述信號使其特征中的一項或多項以對信號中的信息編碼的方式設定或改變。舉例而言(該實例并無限定性)，通信介質可以包括有線介質，如有線網絡或直接有線連接；和無線介質，如聲波、射頻(RF)、微波、紅外(IR)和其他無線介質。本文中所用的術語“計算機可讀介質”包括存儲介質和通信介質。
[0078]計算設備700可以作為通用或專用服務器、主機或包括任何上述功能的類似的計算機的一部分而實現(xiàn)。計算設備700也可以作為包括筆記本電腦和非筆記本電腦配置的個人電腦而實現(xiàn)。
[0079]圖8Α說明的是根據至少一些本文所述的實施方式設置的示例性計算機程序產品800的框圖。在一些實施方式中，如圖8所示，計算機程序產品800可以包括信號承載介質802，信號承載介質802也可以包括一個或多個計算機可讀指令804，當執(zhí)行計算機可讀指令804時，例如處理器會提供此處所述的功能。由此，例如，參照圖7中的處理器704，數據監(jiān)控模塊726可以響應通過介質802傳送至處理器704的指令804，承擔圖8中所示的一項或多項任務，以執(zhí)行與制造本文所述的阻燃劑組合物相關的操作。這些指令中的一些可以包括例如下述指令中的一個或多個指令:根據本文所述的實施方式，所述指令用于“提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒”；“提供包含磷的流體”；“使包含磷的流體接觸不燃性顆?！保弧笆沽黧w中的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中，以產生包含被不燃性顆粒吸附的紅磷的阻燃劑組合物”；“將磷熔融以形成作為熔融的磷流體”；“使熔融的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中”；“提供作為溶液的流體”使磷溶液中溶解的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中”；“除去溶劑以形成阻燃劑組合物”等等。
[0080]圖8Β說明的是附加指令805，附加指令805可以通過介質802傳送至處理器704，以執(zhí)行與制造本文所述的阻燃劑聚合物組合物相關的操作。這些指令中的一些可以包括例如下述指令中的一個或多個指令:根據本文所述的實施方式，所述指令用于“提供聚合物”;“提供包含不燃性顆粒和紅磷的阻燃劑，所述不燃性顆粒包含納米尺度的孔隙；且所述紅磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中”；“使聚合物與阻燃劑接觸以形成聚合物組合物”；“提供聚合物的有機溶劑溶液并使聚合物的有機溶劑溶液與阻燃劑接觸并除去有機溶劑以形成聚合物組合物”;“提供聚合物的單體；使單體與阻燃劑接觸；并聚合單體以形成與阻燃劑接觸的聚合物”;“提供熔融形態(tài)的聚合物；將熔融形態(tài)的聚合物與阻燃劑接觸；并將熔融形態(tài)的聚合物與阻燃劑冷卻以形成阻燃劑聚合物組合物”；“將聚合物形成為包含阻燃劑的膜“等等。
[0081]在一些實施中，圖8Α和圖8Β中所繪制的信號承載介質802可以包括計算機可讀介質806，例如但不限于硬盤驅動器、固態(tài)驅動器、壓縮光盤(CD)、數字多功能盤(DVD)、數字磁帶、內存等。在一些實施方式中，信號承載介質802可以包括可讀介質808，例如但不限于內存、讀/寫(R/W)⑶s、R/ff DVD等。在一些實施中，信號承載介質802可以包括通信介質810，例如但不限于數字和/或模擬通信介質(例如，光纜、波導管、有線通信連接、無線通信連接等)。因此，例如，程序產品800可以通過RF信號承載介質傳送至一個或多個處理器804模塊，其中信號承載介質802由無線通信介質810 (例如，符合IEEE802.11標準的無線通信介質)傳送。
[0082]根據一些實例，提供一種阻燃劑組合物。該阻燃劑組合物可以包含不燃性顆粒和紅磷，所述不燃性顆粒包含納米尺度的孔隙；且所述紅磷吸附至該不燃性顆粒的納米尺度孔隙中。
[0083]在不同實例中，阻燃劑組合物的特征可以在于總紅磷含量基本包括被吸附的紅磷。在一些實例中，阻燃劑組合物特征可以在于總的被吸附的磷含量基本包括紅磷。在阻燃劑組合物的另一些實例中，紅磷可以以約30重量％~約90重量％存在于阻燃劑組合物中。
[0084] 在阻燃劑組合物的不同實例中，不燃性顆粒包括硅膠、氧化鋁、沸石和/或氣凝膠中的一種或多種。在一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。在一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑為約0.001微米~約10微米。在另一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
[0085]在阻燃劑組合物的一些實例中，不燃性顆粒吸附的紅磷的水反應性低于純紅磷顆粒的水反應性，所述純紅磷顆粒具有100微米的平均粒徑。
[0086]根據另一些實例，阻燃劑聚合物組合物可以包含:至少一種聚合物；和分散在該聚合物中的阻燃劑組合物。該阻燃劑組合物可以包含不燃性顆粒和紅磷，所述不燃性顆粒包含納米尺度孔隙；且紅磷吸附至該不燃性顆粒的納米尺度孔隙中。
[0087]在不同實例中，阻燃劑聚合物組合物可以被構造為膜。阻燃劑聚合物組合物的特征可以在于平均膜厚等于或小于約100微米。
[0088]在阻燃劑聚合物組合物的不同實例中，聚合物可以包括聚烯烴、聚烷撐、聚氧烷撐、聚乙烯撐、聚芳撐、聚雜芳撐、聚酯、聚對苯二甲酸烷撐酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈-丁二烯-聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、環(huán)氧化物、它們的混合物以及它們的共聚物中的一種或多種。
[0089]在阻燃劑聚合物組合物的不同實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑小于膜的厚度。在一些實例中，不燃性顆?？梢园ü枘z、氧化鋁、沸石和/或氣凝膠中的一種或多種。在另一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。在另一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均納米尺度孔隙直徑為約0.001微米~約10微米。在阻燃劑聚合物組合物的不同實例中，不燃性顆粒的特征可以在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
[0090]在阻燃劑聚合物組合物的一些實例中，不燃性顆粒吸附的紅磷可以為聚合物組合物的0.1重量％~約20重量％。在另一些實例中，阻燃劑組合物的特征可以在于總紅磷含量基本包括被吸附的紅磷。在另一些實例中，阻燃劑聚合物組合物的特征可以在于總的被吸附的磷含量基本包括紅磷。在阻燃劑聚合物組合物的不同實例中，紅磷可以以約30重量％~約90重量％存在于阻燃劑組合物中。
[0091]根據另一些實例，阻燃劑組合物的制造方法可以包括:提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；提供包含磷的流體；將該流體與該不燃性顆粒接觸；和使流體中的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中，以產生包含被不燃性顆粒吸附的固體紅磷的阻燃劑組合物。
[0092]在阻燃劑組合物的制造方法的不同實例中，提供包含磷的流體的步驟可以包括將白磷加熱至高于約44°C以形成作為熔融的白磷的流體。在阻燃劑組合物的制造方法的不同實例中，吸附流體中的磷的步驟可以包括使熔融的白磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中。
[0093]在阻燃劑組合物的制造方法的一些實例中，提供包含磷的流體的步驟可以包括提供磷在下述溶劑中的溶液:二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳、三溴化磷、三氯化磷、有機溶劑或其混合物。在阻燃劑組合物的制造方法的不同實例中，吸附流體中的磷的步驟可以包括使磷溶液中溶解的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中并除去溶劑，以形成阻燃劑組合物。
[0094]在阻燃劑組合物的制造方法的另一些實例(其中流體中的磷作為白磷而被吸附)中，該方法可以還包括通過以下方式由白磷形成處于不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的固體紅磷:將白磷加熱至高于約250°C ;在三氯化磷、三溴化磷、三碘化磷、溴或碘存在下將白磷加熱至高于約170°C ;或將白磷暴露于光。
[0095]在阻燃劑組合物的制造方法的另一些實例中，提供流體磷的步驟可以還包括將紅磷加熱至高于約579°C，以形成作為熔融的紅磷的流體磷。
[0096]在不同實例中，阻燃劑組合物的制造方法可以還包括在使流體磷與不燃性顆粒進行接觸之前煅燒不燃性顆粒。
[0097]在不同實例中，阻燃劑組合物的制造方法可以還包括在使磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中之后從阻燃劑組合物中分離出未被吸附的磷。在一些實例中，阻燃劑組合物的制造方法可以還包括在使磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中之后從阻燃劑組合物中分離出白磷。
[0098]在阻燃劑組合物的制造方法的不同實例中，阻燃劑組合物的特征可以在于總紅磷含量基本包括被吸附的紅磷。在一些實例中，阻燃劑組合物的特征可以在于總的被吸附的磷基本包括紅磷。在另一些實例中，阻燃劑組合物的特征可以在于阻燃劑組合物的紅磷百分比為約30重量％~約90重量％。
[0099]在阻燃劑組合物的制造方法的不同實例中，不燃性顆?？梢园ü枘z、氧化鋁、沸石和/或氣凝膠中的一種或多種。在一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。在一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑為約0.001微米~約10微米。在另一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
[0100]根據另一些實例，阻燃劑聚合物組合物的制造方法可以包括:提供聚合物；提供阻燃劑，所述阻燃劑包含包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒，和吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的紅磷；和將聚合物與阻燃劑接觸以形成聚合物組合物。[0101]在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的不同實例中，提供聚合物可以包括提供聚合物的有機溶劑溶液；而使聚合物與阻燃劑接觸以形成聚合物組合物可以包括使聚合物的有機溶劑溶液與阻燃劑接觸并除去有機溶劑以形成聚合物組合物。
[0102]在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的一些實例中，提供聚合物的步驟可以包括:提供聚合物的單體；使單體與阻燃劑接觸；并聚合單體以形成與阻燃劑接觸的單體。
[0103]在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的另一些實例中，提供聚合物的步驟可以包括:提供熔融形態(tài)的聚合物；將熔融形態(tài)的聚合物與阻燃劑混合；并冷卻熔融形態(tài)的聚合物與阻燃劑，以形成阻燃劑聚合物組合物。
[0104]在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的另一些實例中，使聚合物與阻燃劑接觸以形成聚合物組合物的步驟可以還包括將聚合物形成作為包含阻燃劑的膜。膜的特征可以在于平均膜厚等于或小于約100微米。
[0105]在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的不同實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑小于聚合物膜的厚度。在一些實例中，不燃性顆?？梢园ü枘z、氧化鋁、沸石和/或氣凝膠中的一種或多種。在另一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。在另一些實例中，不燃性顆粒的特征可以在于平均納米尺度孔隙直徑為約0.001微米~約10微米。在不同實例中，不燃性顆粒的特征可以在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
[0106]在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的不同實例中，聚合物可以包括聚烯烴、聚烷撐、聚氧烷撐、聚乙烯撐、聚芳撐、聚雜芳撐、聚酯、聚對苯二甲酸烷撐酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈-丁二烯-聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、環(huán)氧化物、其混合物及其共聚物中的一種或多種。
[0107]在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的不同實例中，阻燃劑的特征可以在于總紅磷含量基本包括被吸附的紅磷。在一些實例中，阻燃劑的特征可以在于總的被吸附的磷含量基本包括紅磷。在阻燃劑聚合物組合物的制造方法的另一些實例中，阻燃劑的特征可以在于阻燃劑組合物的紅磷百分比為約30重量％~約90重量％。
[0108]根據一些實例，計算機可讀存儲介質可以具有存儲于其上的用于制造阻燃劑組合物的指令。指令可以包括:提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；提供包含磷的流體；將該包含磷的流體與該不燃性顆粒接觸；和使流體中的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中，以產生包含被不燃性顆粒吸附的紅磷的阻燃劑組合物。
[0109]在不同實例中，計算機可讀存儲介質可以還包括用于以下用途的指令:將磷熔融以形成作為熔融的磷的流體；和使熔融的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中。
[0110]在一些實例中，計算機可讀存儲介質可以還包括用于以下用途的指令:提供作為磷在下述溶劑中的溶液的流體:二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳、三溴化磷、三氯化磷、有機溶劑或其混合物；使磷溶液中溶解的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中；和除去溶劑以形成阻燃劑聚合物。
[0111]在另一些實例(其中流體中的磷作為白磷而被吸附)中，計算機可讀存儲介質可以還包括用于以下 用途的指令:由白磷通過過以下方式形成在不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的固體紅磷:將白磷加熱至高于約250°c ;將白磷在三氯化磷、三溴化磷、三碘化磷、溴或碘存在下加熱至高于約170°C ;或將白磷暴露于光。[0112]根據另一些實例，阻燃劑組合物的制備系統(tǒng)可以包括:被構造用于混合固體和液體的混合腔；磷源；顆粒源；加熱器；和溶劑源。
[0113]在不同實例中，該阻燃劑組合物的制備系統(tǒng)可以包括:偶聯(lián)于混合腔、磷源、顆粒源、加熱器和溶劑源的可編程控制器，其中控制器用一個或多個指令編程。指令可以包括:采用顆粒源向混合腔提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；采用磷源提供包含磷的流體；其中所述流體系熔融的磷或磷在下述溶劑中的溶液:二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳、三溴化磷、三氯化磷、有機溶劑或其混合物；采用混合腔使包含磷的流體接觸不燃性顆粒；和采用混合腔使流體中的磷吸附至不燃性顆粒的納米尺度孔隙中；和/或其中流體中的磷作為白磷而被吸附，所述白磷通過以下方式形成在不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的固體紅磷:將白磷加熱至高于約250°C ;在三氯化磷、三溴化磷、三碘化磷、溴或碘存在下將白磷加熱至高于約170°C ;或將白磷暴露于光。
[0114]實施例
[0115] 實施例1A:示例性包含納米尺度可孔隙的二氧化硅不燃性顆粒的制備:可以取得具有以下特性的硅膠:粒徑約35微米~75微米(220目~440目)；納米孔隙直徑，約60埃；納米孔隙體積，約0.8立方厘米/克;表面積，約50平方米/克(Sigma-Aldrich, St.Louis, MO)。可以將硅膠在回轉窯中加熱至200°C 10分鐘以除去所吸附的水，并使其冷卻以產生干燥的硅膠，以用于以下實施例中。
[0116]實施例1B:示例性包含納米尺度可孔隙的氧化鋁不燃性顆粒的制備:可以取得具有以下特性的氧化鋁:粒徑約50微米~75微米(220目~290目)；表面積，約200平方米/克(Sigma-Aldrich，St.Louis,MO)?？梢詫⒀趸X在回轉窯中加熱至200°C 10分鐘以除去所吸附的水，并使其冷卻以產生干燥的氧化鋁，以用于以下實施例中。
[0117]實施例1C:白磷的吸附和在二氧化硅中向紅磷的轉化:可以將I克份的干燥的硅膠在陶瓷坩堝中與I克白磷結合，并可以加熱至50°c?？梢杂锰沾砂魧⒐枘z和所獲得的熔融的白磷攪拌在一起，并可以將該混合物加熱至300°C I小時?？梢詫⒒旌衔锢鋮s至室溫，與25毫升約45°C的二硫化碳攪拌約10分鐘，過濾，并用3X20毫升沸騰的二硫化碳洗滌?？梢詫⒃摶旌衔飶倪^濾器中取出，并在真空下除去剩余的溶劑以獲得干燥的粉末，所述干燥的粉末然后可以通過220目篩，以除去任何的未吸附的紅磷大顆粒。所得物是1.9g干燥的二氧化硅阻燃劑組合物粉末。可以對該二氧化硅阻燃劑組合物分析，并可以發(fā)現(xiàn)具有以下特性:紅磷的重量百分比，47.4% ;白磷的重量百分比，〈0.1% ;硅膠中吸附的紅磷的重量百分比，>99% ;粒徑約35微米~75微米(220目~440目)。
[0118]實施例1D:白磷的溶劑沉淀和在二氧化硅中向紅磷的轉化:可以將I克份的干燥的硅膠與I克白磷在二硫化碳中的溶液合并，并在旋轉蒸發(fā)器中于真空下處理以除去溶劑?？梢詫⑺@得的包含吸附至二氧化硅上的白磷的干粉末在陶瓷坩堝中加熱至300°c I小時?？梢詫⒒旌衔锢鋮s至室溫，與25毫升約45°C的二硫化碳攪拌約10分鐘，過濾，并用3 X 20毫升沸騰的二硫化碳洗滌。可以將該混合物從過濾器中取出，并在真空下除去剩余的溶劑以獲得干燥的粉末，所述干燥的粉末然后可以通過220目篩，以除去任何的未吸附的紅磷大顆粒。所得物會是1.9g干燥的二氧化硅阻燃劑組合物粉末?？梢詫υ摱趸枳枞紕┙M合物分析，并可以發(fā)現(xiàn)具有以下特性:紅磷的重量百分比，47.4% ;白磷的重量百分t匕，〈0.1% ;硅膠中吸附的紅磷的重量百分比，>99% ;粒徑約35微米~75微米(220目~440 目)。
[0119]實施例1E:使紅磷吸附至二氧化硅中:可以將I克份的干燥的硅膠與2克紅磷在陶瓷坩堝中合并，用陶瓷棒攪拌，并加熱至580°C I小時。可以將該混合物冷卻至室溫，然后可以使所獲得的粉末通過220目篩，以除去任何的未吸附的紅磷大顆粒。所得物會是2.9g干燥的二氧化硅阻燃劑組合物粉末?？梢詫υ摱趸枳枞紕┙M合物分析，并可以發(fā)現(xiàn)具有以下特性:紅磷的重量百分比，65.5% ;白磷的重量百分比，〈0.1% ;硅膠中吸附的紅磷的重量百分比，>99% ;粒徑約35微米~75微米(220目~440目)。
[0120]實施例1F:白磷的吸附和在氧化鋁中向紅磷的轉化:可以將I克份的干燥的氧化鋁在陶瓷坩堝中與0.5克白磷和10毫克結晶碘合并，并可以加熱至50°C?？梢杂锰沾砂魧⑺@得的熔融的白磷、碘和氧化鋁的混合物攪拌在一起，并可以將該混合物加熱至175°C I小時?？梢詫⒒旌衔锢鋮s至室溫，與25毫升約45°C的二硫化碳攪拌約10分鐘，過濾，并用3X20毫升沸騰的二硫化碳洗滌。可以將該混合物從過濾器中取出，并在真空下除去剩余的溶劑以獲得干燥的粉末，所述干燥的粉末然后可以通過220目的篩網，以除去未吸附的紅磷的任何大顆粒。所得物會是1.45g干燥的氧化鋁阻燃劑組合物粉末?？梢詫υ撗趸X阻燃劑組合物分析，并可以發(fā)現(xiàn)具有以下特性:紅磷的重量百分比，31.0% ;白磷的重量百分比，〈0.1% ;氧化鋁中吸附的紅磷的重量百分比，>99% ;粒徑約50微米~75微米(220目~290目)。
[0121]實施例1G:二氧化硅阻燃劑組合物中紅磷的較低水反應性:可以將0.01克份的作為100微米顆粒的的紅磷和0.0153克份的實施例1E中產生的阻燃劑組合物分別各自在IO0C的50毫升pH7的純水中攪拌。可以監(jiān)控混合物各自的pH，并且可以通過氣相色譜監(jiān)控混合物各自上方的磷化氫氣體的產生。由PH的升高速率和/或磷化氫氣體產生速率可以確定水與各混合物中的紅磷之 間的反應速率。在同樣條件下，可以發(fā)現(xiàn)水與吸附在阻燃劑組合物中二氧化硅上的紅磷的反應速率顯著小于水與作為100微米顆粒的紅磷的反應速率。
[0122]實施例2A:通過溶劑混合制備包含阻燃劑組合物的聚合物組合物?？梢詫嵤├?C的二氧化硅阻燃劑組合物的0.5克樣品與溶解有9.5克聚苯乙烯的飽和無水四氫呋喃溶液合并，所述溶液為30°C?？梢詫⒃摶旌衔飻嚢?，冷卻至25°C，然后通過旋涂涂覆于聚苯乙烯基體，以獲得約100微米厚的阻燃劑聚合物組合物膜。可以發(fā)現(xiàn)，阻燃劑聚合物組合物膜中的阻燃劑顆粒大部分位于膜的表面或者位于膜的表面之下，因而膜的表面會是平滑的。
[0123]實施例2B:通過熔融的聚合物混合制備包含阻燃劑組合物的聚合物組合物?？梢詫嵤├?C的二氧化硅阻燃劑組合物的0.5克樣品與9.5克200°C熔融的聚苯乙烯在惰性氣氛中合并。將該混合物充分攪拌，然后注入模具中并冷卻，以形成包含阻燃劑組合物的固體聚本乙纟布制品。
[0124]實施例2C:通過聚合制備包含阻燃劑組合物的聚合物組合物?？梢詫嵤├?C的二氧化硅阻燃劑組合物的0.5克樣品與9.5克液體環(huán)氧化物合并?？梢詫⒃摶旌衔锍浞謹嚢瑁⒖梢詰迷撘后w環(huán)氧化物以將電阻器(resistor)鑄封。液體環(huán)氧化物然后可以與相應硬化劑接觸，由此液體環(huán)氧化物在二氧化硅阻燃劑組合物存在下聚合。結果會是，電阻器被鑄封于包含二氧化硅阻燃劑組合物的固體環(huán)氧聚合物組合物中。
[0125]實施例3A:包含阻燃劑組合物的制品的燃燒測試。可以制備用于燃燒測試的兩種聚合物試樣，第一試樣包含具有實施例2A的阻燃劑聚合物組合物的聚苯乙烯基體，第二試樣以與第一試樣相似方式制備但不包含阻燃劑組合物。第一和第二試樣可以在相同條件下暴露于煤氣噴燈的火焰。第二試樣會在幾秒內開始燒損。第一試樣上的阻燃劑聚合物組合物膜會黑化，并會形成焦化層，但下方的試樣會顯示出與第一試樣相比明顯較小的熱損壞。
[0126]實施例3B:包含阻燃劑組合物的制品的燃燒測試。可以制備用于燃燒測試的兩種聚合物試樣，第一試樣是包含實施例2B中制備的阻燃劑組合物的固體注射成型聚苯乙烯制品,第二試樣以與第一試樣相似方式制備但不包含阻燃劑組合物。第一和第二試樣可以在相同條件下暴露于煤氣噴燈的火焰。第二試樣會在幾秒內開始燒損。第一試樣上的阻燃劑聚合物組合物膜會黑化，形成焦化層，但下方的試樣會顯示出與第一試樣相比明顯較小的熱損壞。
[0127]實施例3C:包含阻燃劑組合 物的制品的燃燒測試?？梢灾苽溆糜谌紵郎y試的兩種環(huán)氧化物鑄封的電阻器，第一鑄封電阻器是鑄封于包含如實施例2C中制備的二氧化硅阻燃劑組合物的固體環(huán)氧聚合物組合物中的電阻器，第二鑄封電阻器以與第一電阻器相似的方式制備但不包含阻燃劑組合物。到第二電阻器的環(huán)氧化物鑄封體(epoxy potting)會開始被明火燒損的程度時，第一和第二鑄封電阻器可以各自與足以加熱電阻器的電流接觸。鑄封第一電阻器的阻燃劑環(huán)氧聚合物組合物會表現(xiàn)出一定的焦化，但不會支持明火。
[0128]除非明確指定為單數，否則本文所使用的術語“一個(種)” (“a”和“an”)是指“一個(種)或多個(種)”。因此，例如，提到“一種堿”系包括兩種以上堿的混合物，以及單一種堿。
[0129]此處所使用的“約”將為本領域技術人員所理解，并將取決于其所處的上下文而在一定范圍內變化。如果使用了本領域技術人員不清楚的項，給出了其所在的上下文，則“約”指特定項至多±10%。
[0130]術語“可選的”和“可選地”是指隨后描述的情況會或不會發(fā)生，使得該描述包括該情況發(fā)生的實例和該情況不發(fā)生的實例。
[0131]烷基包括直鏈和支鏈烷基，其具有I~12個碳原子，通常I~10個碳原子，或者在一些實例中為I~8、1~6或I~4個碳原子。直鏈烷基的實例包括如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基和正辛基等基團。支鏈烷基的實例包括但不限于異丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基、新戍基、異戍基和2，2- 二甲基丙基。代表性具有取代基的烷基可以一次或多次取代有取代基，所述取代基例如以上所列的取代基，或者包括但不限于鹵代烷基(例如，二氣甲基)、羥基烷基、硫代烷基、氣基烷基、烷基氣基烷基、二烷基氣基烷基、燒氧基烷基和竣基烷基等。
[0132]在不同實例中，不燃性顆?？梢园ㄓ袡C表面層,例如有機表面單層或有機表面多層。在不同實例中，有機表面層可以包括膦酸烷基酯、羧酸烷基酯、烷基硅氧烷或交聯(lián)劑。在一些實例中，有機表面層可以是正辛基膦酸層。在另一些實例中，有機表面層可以是乙烯基硅烷交聯(lián)劑。這種有機表面層是公知的，并常用于在混入有機聚合物中時，與不具有有機表面層的顆粒相比，提高化學相容性、混容性等。在一些實例中，方法包括對不燃性顆粒涂覆有機表面層。通常，有機表面層可以通過層形成基團上的OH基團與表面之間的縮合反應而形成。例如，羧酸烷基酯、烷基_C( = O)-OH可以可選地通過酸性或堿性催化劑與二氧化硅顆粒表面上的游離HO-Si基團反應，釋放H2O并形成烷基-C ( = O)-O-S1-(顆粒)。類似地，膦酸烷基酯和烷基硅氧烷可以與顆粒表面上的游離OH基團反應，形成相應的有機表面層。在另一些實例中，在如乙烯基硅烷等交聯(lián)劑的情形中，硅烷部分可以例如通過縮合反應偶聯(lián)至顆粒表面，形成連接于納米顆粒表面的乙烯基-S1-O-基團。
[0133]術語“磷酸烷基酯”、“羧酸烷基酯”和“烷基硅氧烷”是指連接于烷基的相應基團，例如烷基-p( = O) (OH)2、烷基-c( = 0)0H等。在有機表面層的上下文中，術語“磷酸烷基酯”、“羧酸烷基酯”、“烷基硅氧烷”和“交聯(lián)劑”(例如，“乙烯基硅烷”)是指下述基團，其中可用的OH基團可以連接于互補的表面基團，例如如此改性的顆粒上的硅原子或其他反應性位點。例如，二氧化硅顆粒上的羧酸烷基酯有機表面層可以部分地由烷基_C(=O) -O-S1-顆粒表不。
[0134]本文所用的術語“鹵素”(“halogen”或“halo”)是指溴、氯、氟或碘。在一些實例中，鹵素可以是氟。在另一些實例中，鹵素可以是氯或溴。
[0135]系統(tǒng)方面的硬件與軟件實現(xiàn)之間的區(qū)別很??；使用硬件還是軟件通常(但并非總是，因為在某些上下文中，硬件與軟件之間的選擇會變得很重要)是代表在成本與效率之間進行權衡的設計選擇。存在通過其可使本文所述的工序和/或系統(tǒng)和/或其他技術生效的不同載體(例如，硬件、軟件和/或固件)，并且優(yōu)選的載體將隨所開發(fā)的工序和/或系統(tǒng)和/或其他技術的背景而不同。例如，如果實施者確定，速度和精度為參數，則實施者會選擇主要是硬件和/或固件載體；如果靈活性是參數，則實施者會選擇主要是軟件的實施；或者，也不失為另外一種選擇，實施者可以選擇硬件、軟件和/或固件的某種組合。
[0136]以上詳細描述已經通過利用框圖、流程圖和/或實施例闡述了設備和/或工序的各種實施方式。在這些框圖、流程圖和實施例含有一種或多種功能和/或操作的情況下，本領域技術人員將會理解，這些框圖、流程圖或實施例中的各功能和/或操作可以通過廣泛的硬件、軟件、固件或其實際上的任何組合單獨和/或集體地得到實現(xiàn)。在一個實施方式中，本文所描述的主題的若干部分可以通過專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數字信號處理器(DSP)或其他集成形式實現(xiàn)。但是，本領域技術人員將認識到，本文所公開的實施方式的一些方面，可以整體或部分地在集成電路中以下述方式等價地實現(xiàn):作為在一臺或多臺計算機上運行的一個或多個計算機程序(例如，作為在一臺或多臺計算機系統(tǒng)上運行的一個或多個程序)，作為在一個或多個處理器上運行的一個或多個程序(例如，作為在一個或多個微處理器上運行的一個或多個程序)，作為固件，或者作為其實際上的任何組合，并認識到根據本公開內容，設計電路和/或編寫軟件和/或固件的代碼正落在本領域技術人員所掌握的技術范圍內。
[0137]本公開內容不限于本申請中所述的特定實施方式，所述特定實施方式意在說明各個方面。對于本領域技術人員顯而易見的是，可以進行許多修改和變化而不脫離其主旨和范圍。除本文所列舉的內容之外，由以上描述，在本公開內容范圍內的功能等同的方法和裝置對于本領域技術人員而言是顯而易見的。所述修改和變化將落在所附權利要求的范圍內。本公開內容僅受所附權利要求的各項以及這些權利要求所賦予權利的等同物的全部范圍的限制?？梢岳斫獾氖?，本公開內容不限于特定方法、系統(tǒng)或組成部分，它們當然是可以變化的。還應理解，本文所使用的術語僅出于描述【具體實施方式】的目的，而不意在作出限制。
[0138]本領域技術人員將認識到，以本文所產生的方式描述設備和/或工序，以及之后利用工程實踐將這些所述設備和/或工序集成至數據處理系統(tǒng)中，是本領域中所常見的。即，至少部分本文所述的設備和/或工序可以通過合理數量的實驗而集成至數據處理系統(tǒng)中。本領域技術人員將認識到，典型的數據處理系統(tǒng)通常包括一個或多個系統(tǒng)單元外殼；視頻顯示設備；內存，如易失性和非易失性內存；處理器，如微處理器和數字信號處理器；計算實體，如操作系統(tǒng)；驅動器；圖形用戶界面；和應用程序；一個或多個交互設備，如觸摸板或屏；和/或控制系統(tǒng)，包括反饋回路。
[0139]典型的制造系統(tǒng)可以利用任何適當的市售部件實現(xiàn)，所述部件例如為常見于數據計算/通信和/或網絡計算/通信系統(tǒng)中的那些部件。本文所描述的主題有時說明的是包含于不同的其他部件中的或與其連接的不同部件。將會理解，這些所描繪的體系結構只是示例性的，并且實際上許多其他可實現(xiàn)相同功能的體系結構也是可以實現(xiàn)的。在概念意義上，任何可實現(xiàn)相同功能的部件的設置都可以得到有效“關聯(lián)”，以使所期望的功能得到實現(xiàn)。因此，可結合以實現(xiàn)特定功能的任何兩個本文中的部件均可以被視作彼此“關聯(lián)”以使所期望的功能得到實現(xiàn)，而與體系結構或中間部件無關。類似地，如此關聯(lián)的任何兩個部件均可以也被視為彼此被“可操作地連接”或者“可操作地偶聯(lián)”以實現(xiàn)所期望的功能，并且能夠如此關聯(lián)的任何兩個部件均可以也被視為彼此是可以“可操作地偶聯(lián)”從而實現(xiàn)所期望的功能的。能夠可操作地連接的具體實例包括但不限于可物理連接的和/或物理交互的部件，和/或可無線交互的和/或無線交互的部件，和/或邏輯交互的和/或可邏輯交互的部件。
[0140]關于本文中基本上任何復數和/或單數術語的使用，在適合上下文和/或應用的情況下，本領域技術人員可以將復數轉化為單數和/或將單數轉化為復數。為清楚起見，本文中可能明確地闡述了各種單數/復數轉換。
[0141]本領域技術人員將會理解，一般而言，本文中、特別是所附權利要求(例如，所附權利要求的主體)中所使用的術語通常意在作為“開放式”術語(例如，術語“包括(including) ”應理解為“包括但不限于”，術語“具有”應理解為“至少具有”，術語“包括(includes) ”應理解為“包括但不限于”，等等)。本領域技術人員將進一步理解，如果意圖是特定數量的引入的權利要求敘述，則這樣的意圖將在權利要求中進行明確地陳述，在沒有這樣的敘述的情況下，則沒有這樣的意圖。例如，為幫助理解，以下所附的權利要求可能包含對介紹性短語“至少一個”和“一個或多個”的使用，以介紹權利要求敘述。然而，這種短語的使用不應解釋為暗指:由不定冠詞“一(a或an) ”介紹的權利要求敘述會使包含這種所介紹的權利要求敘述的任何特定權利要求限于包含僅一個這種敘述的實施方式，即使當同一權利要求包括介紹性短語“一個或多個”或“至少一個”和如“一(a或an) ”等不定冠詞時亦如此(例如“一(a和/或an)”應解釋為“至少一個”或“一個或多個”的意思)；這同樣適用于對介紹權利要求敘述的不定冠詞的使用。另外，即使在所介紹的權利要求敘述中明確地陳述了確定的數量，本領域技術人員也將認識到這種敘述應解釋為至少為所陳述的數量的意思(例如，沒有其他修飾語的“兩個敘述”這種單純的敘述是至少兩個敘述或者兩個以上敘述的意思)。
[0142]此外，在其中采用類似于“A、B和C等中的至少一個”的慣用說法的那些情形中，通常這類修辭意指本領域技術人員會理解該慣用說法(例如，具有“A、B和C中至少一個的系統(tǒng)”會包括但不限于 只具有A的系統(tǒng)、只具有B的系統(tǒng)、只具有C的系統(tǒng)、同時具有A和B的系統(tǒng)、同時具有A和C的系統(tǒng)、同時具有B和C的系統(tǒng)和/或同時具有A、B和C的系統(tǒng)等)。在其中采用類似于“A、B或C等中的至少一個”的慣用說法的那些情形中，通常這類修辭意指本領域技術人員會理解該慣用說法(例如，“具有A、B或C中的至少一個的系統(tǒng)”包括但不限于只具有A的系統(tǒng)、只具有B的系統(tǒng)、只具有C的系統(tǒng)、同時具有A和B的系統(tǒng)、同時具有A和C的系統(tǒng)、同時具有B和C的系統(tǒng)和/或同時具有A、B和C的系統(tǒng)等)。本領域技術人員還應理解，實際上，帶出兩個以上可選擇的術語的任何轉折連詞和/或短語，無論是在說明書、權利要求書還是附圖中，都應被理解為設想了包括這些術語之一、這些術語中的任一個或者全部這些術語的可能。例如，短語“A或B”將被理解為包括“A”或“B”或者“A和B”的可能。
[0143]另外，當公開內容的特征或方面以馬庫什群組描述時，本領域技術人員將認識到，公開內容由此也以馬庫什群組的項的亞組的任何個別項來描述。
[0144]如本領域技術人員所將理解的，對于任何和所有目的，如就提供書面說明書等而言，本文件所公開的所有范圍都包括任何和所有可能的子范圍及其子范圍的組合。任何所列范圍均可以容易地被認作充分描述了并可使同一范圍分解為至少兩等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作為非限制性實例，本文件所討論的各范圍可以容易地分解為下三分之一、中三分之一和上三分之一，等等。如本領域技術人員也將理解的，如“至多”、“至少”、“大于”和“小于”等所有語言包括所陳述的數字并指之后可分解為如上所述的子范圍的范圍。最后，如本領域技術人員將理解的，范圍包括各單獨的組成部分。因此，例如，具有1~3個單元的組是指具有1、2或3個單元的組。類似地,具有I~5個單元的組是指具有
1、2、3、4或5個單元的組，等等。
[0145]雖然本文公開了不同的方面和實施方式，但其他方面和實施方式對于本領域技術人員是顯而易見的。本文所公開的不同的方面和實施方式系出于說明的目的而不意在進行限制，真實范圍和主旨由以下權利要求所指示。
【權利要求】
1.一種阻燃劑組合物，所述組合物包含: 包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；和 吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的紅磷。
2.如權利要求1所述的組合物，其特征在于總紅磷含量基本包括被吸附的所述紅磷。
3.如權利要求1所述的組合物，其特征在于總的被吸附的磷含量基本包括所述紅磷。
4.如權利要求1所述的組合物，其中所述紅磷以約30重量％~約90重量％存在于所述組合物中。
5.如權利要求1所述的組合物，其中所述不燃性顆粒包括硅膠、氧化鋁、沸石和氣凝膠中的一種或多種。
6.如權利要求1所述的組合物，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。
7.如權利要求1所述的組合物，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均納米尺度孔隙直徑為約0.001微米~約10微米。
8.如權利要求1所述的組合物，其中所述不燃性顆粒的特征在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
9.如權利要求1所述的組合物，其中所述不燃性顆粒吸附的所述紅磷的水反應性低于純紅磷顆粒的水反應性，所述純紅磷顆粒具有100微米的平均粒徑。
10.一種聚合物組合物,所述組合物包含: 至少一種聚合物；和 分散在所述聚合物中的阻燃劑組合物，所述阻燃劑組合物包含: 包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒；和 吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的紅磷。
11.如權利要求10所述的聚合物，其被構造為膜。
12.如權利要求11所述的聚合物組合物，其特征在于平均膜厚等于或小于約100微米。
13.如權利要求11所述的聚合物組合物，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均粒徑小于所述膜的厚度。
14.如權利要求10所述的聚合物組合物，其中所述不燃性顆粒吸附的所述紅磷為所述聚合物組合物的約0.1重量％~約20重量％。
15.如權利要求10所述的聚合物組合物，其中所述聚合物包括聚烯烴、聚烷撐、聚氧烷撐、聚乙烯撐、聚芳撐、聚雜芳撐、聚酯、聚烷撐對苯二甲酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈-丁二烯-聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、環(huán)氧化物、它們的混合物以及它們的共聚物中的一種或多種。
16.如權利要求10所述的聚合物組合物，其特征在于總紅磷含量基本包括被吸附的所述紅磷。
17.如權利要求10所述的聚合物組合物，其特征在于總的被吸附的磷含量基本包括所述紅磷。
18.如權利要求10所述的聚合物組合物，其中所述紅磷以約30重量％~約90重量％存在于所述阻燃劑組合物中。
19.如權利要求10所述的聚合物組合物，其中所述不燃性顆粒包括硅膠、氧化鋁、沸石或氣凝膠中的一種或多種。
20.如權利要求10所述的聚合物組合物，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。
21.如權利要求10所述的聚合物組合物，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均納米尺度孔隙直徑為約0.001微米~約10微米。
22.如權利要求10所述的聚合物組合物，其中所述不燃性顆粒的特征在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
23.一種阻燃劑組合物的制造方法，所述方法包括: 提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒； 提供包含磷的流體； 使所述流體與所述不燃性顆粒接觸；和 使所述流體中的所述磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中以產生所述阻燃劑組合物，該阻燃劑組合物包含所述不燃性顆粒吸附的固體紅磷。
24.如權利要求23所述的方法，其中: 提供所述包含磷的流體的步驟包括將白磷加熱至高于約44°C，以形成作為熔融的白磷的流體； 吸附所述流體中的所述磷的步驟包括使所述熔融的白磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中。
25.如權利要求23所述的方法，其中: 提供所述包含磷的流體的步驟包括提供磷在下述溶劑中的溶液:二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳、三溴化磷、三氯化磷、有機溶劑或其混合物；并且 吸附所述流體中的所述磷的步驟包括使所述磷溶液中溶解的磷吸附至所述不燃性顆粒的所述納米尺度空隙中并除去所述溶劑，以形成所述阻燃劑組合物。
26.如權利要求23所述的方法，其中所述流體中的所述磷作為白磷而被吸附，所述方法還包括通過以下方式由所述白磷形成處于所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的所述固體紅磷: 將所述白磷加熱至高于約250°C ； 在三氯化磷、三溴化磷、三碘化磷、溴或碘存在下將所述白磷加熱至高于約170°C ;或 將所述白磷暴露于光。
27.如權利要求23所述的方法，其中提供所述流體磷的步驟還包括將紅磷加熱至高于約579°C，以形成作為熔融的紅磷的所述流體磷。
28.如權利要求 23所述的方法，所述方法還包括在使所述流體磷與所述不燃性顆粒接觸之前煅燒所述不燃性顆粒。
29.如權利要求23所述的方法，所述方法還包括在使所述磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中之后從所述不燃性組合物中分離出未被吸附的磷。
30.如權利要求23所述的方法，所述方法還包括在使所述磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中之后從所述不燃性組合物中分離出白磷。
31.如權利要求23所述的方法，其中所述阻燃劑組合物的特征在于總紅磷含量基本包括被吸附的所述紅磷。
32.如權利要求23所述的方法，其中所述阻燃劑組合物的特征在于總的被吸附的磷基本包括所述紅磷。
33.如權利要求23所述的方法，其中所述阻燃劑組合物的特征在于所述阻燃劑組合物的紅磷百分比為約30重量％~約90重量％。
34.如權利要求23所述的方法，其中所述不燃性顆粒包括硅膠、氧化鋁、沸石或氣凝膠中的一種或多種。
35.如權利要求23所述的方法，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。
36.如權利要求23所述的方法，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均納米尺度孔隙直徑為約0.001微米~約10微米。
37.如權利要求23所述的方法，其中所述不燃性顆粒的特征在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
38.一種聚合物組合物的制造方法，所述方法包括: 提供聚合物； 提供阻燃劑，所述阻燃劑包含: 包含納米尺度孔隙 的不燃性顆粒；和 吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的紅磷；和 使所述聚合物與所述阻燃劑接觸，以形成所述聚合物組合物。
39.如權利要求38所述的方法，其中: 提供所述聚合物的步驟包括提供所述聚合物的有機溶劑溶液；并且使所述聚合物與所述阻燃劑接觸以形成聚合物組合物的步驟包括使所述聚合物的有機溶劑溶液與所述阻燃劑接觸并除去所述有機溶劑以形成所述聚合物組合物。
40.如權利要求38所述的方法，其中提供所述聚合物的步驟包括: 提供所述聚合物的單體； 使所述單體與所述阻燃劑接觸；和 聚合所述單體以形成與所述阻燃劑接觸的所述聚合物。
41.如權利要求38所述的方法，其中提供所述聚合物的步驟包括: 提供熔融形態(tài)的所述聚合物； 將所述熔融形態(tài)的所述聚合物與所述阻燃劑混合；和 冷卻熔融形態(tài)的所述聚合物與阻燃劑，以形成所述阻燃劑聚合物組合物。
42.如權利要求38所述的方法，其中使所述聚合物與所述阻燃劑接觸以形成所述聚合物組合物的步驟還包括將所述聚合物形成為包含所述阻燃劑的膜。
43.如權利要求42所述的方法，其中所述膜的特征在于平均膜厚等于或小于約100微米。
44.如權利要求42所述的方法，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均粒徑小于所述聚合物膜的厚度。
45.如權利要求38所述的方法，其中所述聚合物包括聚烯烴、聚烷撐、聚氧烷撐、聚乙烯撐、聚芳撐、聚雜芳撐、聚酯、聚烷撐對苯二甲酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈-丁二烯-聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、環(huán)氧化物、它們混合物以及它們的共聚物中的一種或多種。
46.如權利要求38所述的方法，其中所述阻燃劑的特征在于總紅磷含量基本包括被吸附的所述紅磷。
47.如權利要求38所述的方法，其中所述阻燃劑的特征在于總的被吸附的磷含量基本包括所述紅磷。
48.如權利要求38所述的方法，其中所述阻燃劑的特征在于所述阻燃劑組合物的紅磷百分比為約30重量％~約90重量％。
49.如權利要求38所述的方法，其中所述不燃性顆粒包括硅膠、氧化鋁、沸石或氣凝膠中的一種或多種。
50.如權利要求38所述的方法，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均粒徑為約0.1微米~約100微米。
51.如權利要求38所述的方法，其中所述不燃性顆粒的特征在于平均納米尺度孔隙直徑為約0.001微米~約10微米。
52.如權利要求38所述的方法，其中所述不燃性顆粒的特征在于表面積與重量比為約20平方米/克~約2，000平方米/克。
53.一種計算機可讀存儲介質，所述介質具有存儲于其上的用于制造阻燃劑組合物的指令，所述指令包括: 提供包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒； 提供包含磷的流體； 使所述包含磷的流體與所述不燃性顆粒接觸；和 使所述流體中的磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中，以產生包含所述不燃性顆粒吸附的紅磷的所述阻燃劑組合物。
54.如權利要求53所述的計算機可讀存儲介質，所述介質還包括用于以下用途的指令: 將磷熔融以形成作為熔融的磷的所述流體；和 將所述熔融的磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中。
55.如權利要求53所述的計算機可讀存儲介質，所述介質還包括用于以下用途的指令: 提供作為磷在下述溶劑中的溶液的所述流體:二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳、三溴化磷、三氯化磷、有機溶劑或其混合物； 使所述磷溶液中溶解的磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中；和 除去所述溶劑以形成所述阻燃劑組合物。
56.如權利要求53所述 的計算機可讀存儲介質，其中所述流體中的所述磷作為白磷而被吸附，所述介質還包括通過以下方式由所述白磷形成處于所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的所述固體紅磷的指令: 將所述白磷加熱至高于約250°C ； 在三氯化磷、三溴化磷、三碘化磷、溴或碘存在下將所述白磷加熱至高于約170°C ;或 將所述白磷暴露于光。
57.一種阻燃劑組合物的制備系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:被構造用于混合固體和液體的混合腔； 磷源； 顆粒源； 加熱器；和 溶劑源。
58.如權利要求57所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括與所述混合腔、所述磷源、所述顆粒源、所述加熱器和所述溶劑源偶聯(lián)的可編程控制器，其中所述控制器用一個或多個指令編程，所述指令包括: 采用所述顆粒源將包含納米尺度孔隙的不燃性顆粒提供至所述混合腔； 采用所述磷源提供包含磷的流體，其中所述流體為熔融的磷或磷在下述溶劑中的溶液:二硫化碳、液氨、液體二氧化硫、液體二氧化碳、三溴化磷、三氯化磷、有機溶劑或其混合物； 采用所述混合腔使所述含有磷的流體接觸所述不燃性顆粒； 采用所述混合腔使所述流體中的磷吸附至所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中；和通過以下方式由所述白磷形成處于所述不燃性顆粒的納米尺度孔隙中的所述固體紅磷:將所述白磷加熱至高于約250°C ;在三氯化磷、三溴化磷、三碘化磷、溴或碘存在下將所述白磷加熱至高于約170°C ;或將所述白磷暴露于光。
【文檔編號】C08K9/12GK103906825SQ201180074597
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2011年12月6日 優(yōu)先權日:2011年12月6日
【發(fā)明者】S·A·米勒 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司