[发明专利]抑烟阻燃组合物

说明书

本发明是关于一种抑烟阻燃组合物，尤指一种添加于聚氯乙烯(PVC,polyvinyl chloride)并可有效抑制聚氯乙烯燃烧时的发烟量、提高耐燃特性的抑烟阻燃组合物。

聚氯乙烯为一种人工合成热塑性聚合物，具有高延展性、极大的宽容塑性(Commodity thermoplastics)加工良好、介电性、耐潮耐候、本身具难燃特性、价格便宜…等优点。故应用的范围极广，上至电线电缆的绝缘包覆、下至水管、家具人造皮、门、窗、发泡隔间墙、雨衣、玩具、地板、合成纸…等，皆有它的应用。

然而，由于聚氯乙烯含氯量高达56％以上，燃烧时会释放出高浓度的有毒浓烟，于火灭发生时，不但阻碍了逃生者的视线，有毒气体更是直接致人于死。其次聚氯乙烯本身虽具有难燃性，但用它来生产发泡材、电线电缆或是沙发胶皮…等，生产厂家为了满足应用及加工的需求，常需添加增塑剂、稳定剂或发泡剂等助剂，使得聚氯乙烯材料失去固有的难燃特性而变得可燃，且最特别的是，燃烧时产生大量的有毒浓烟。

目前国内、外有关学者、专家对于解决上述聚氯乙烯燃烧时所产生的问题，采用多种方法。例如莫尔(Moore F.W.1991,Journal of VinylTechnology,13(3),Sep.)提出将硼酸锌与共添加剂(如磷酸酯、溴化酸酯)掺混入聚氯乙烯材料中，以达到抑降聚氯乙烯燃烧时的发烟量并提高阻燃性；麦马雷尔(McMurrer,M.,1991,9,Plastics Compounding)提出应用硼酸锌与钼酸铵共同混练添加到聚氯乙烯中，有效降低发烟达50％；卡蒂(Carty,P.1995,8(4),Engineering Plastics,)论及锡酸盐、盐基性氧化铁及钼酸铵可有效抑制聚氯乙烯材料燃烧时的发烟量；贝戈莱等(R.G.Baggaley 1997,Vol.21,Fire and Materials)利用羟基锡盐及氢氧化铝与氢氧化镁作为聚氯乙烯材料的抑烟剂并提升其限氧指数(LOI)达45.8。另在各国专利方面，如劳生(1976,US 3957723,Lawson)提出以Al(OH)₃与ZnO相辅相成以抑降聚氯乙烯燃烧时的发烟量；Uniroyal公司(1984,US 4464502)则发表以ZnO与MgO相乘功效，以抑制聚氯乙烯燃烧时的发烟量；日本专利(1997 JP 9-227747)以磷化合物及膨胀石墨作为聚氯乙烯材料的阻燃抑烟剂；美国专利(1997,US 5906679)，日产化学以ZnO/Sb₂O₅互熔体加入聚氯乙烯材料中，达到抑烟效果；最近，阿尔坎公司(1999年US 5891571,Alcan Inc.)利用八钼酸铵、锡酸锌与三氧化二锑混练加入聚氯乙烯中，以有效抑制聚氯乙烯的发烟量。

综观上述各种聚氯乙烯抑烟、阻燃配方组成，我们可发现：

(1)添加Al(OH)₃、Mg(OH)₂等无机水合物，需大量添加(一般添加量为50-150phr,phr=每百份树脂或橡胶中的份数)才能显现出抑烟、防火功能。如此大量的添加，不仅增加制造过程的困难度，且聚氯乙烯性能易受破坏，往往无法满足商业上的需求。

(2)添加硼酸锌系，减降烟量效果有限，且防火效果不佳。

(3)添加锡酸盐、钼酸铵等无机物价格昂贵，若添加量少则抑烟效果不明显，若添加量＞5phr则抑烟功能并不等量递增(最大约为50％减降量)。

(4)添加氧化锌/氧化锑系，会提升聚氯乙烯的难燃性，但无法有效抑降发烟量，且会有燃烧时排放锑酸气的问题。

(5)添加磷酸盐与膨胀石墨系，防火功能明显，但发烟量的减降有限。

(6)以羟基锡盐被覆氢氧化铝或氢氧化镁，抑烟效果尚佳，但防火性需添加40phr以上才有显著效果。

综合以上，先前技术的缺点或为添加量大，影响性能；或为价格昂贵、抑烟效果小于50％，不能满足商业化的需求。

因此，极需研制一种新型抑烟的阻燃组成物，其能添加于聚氯乙烯材料内以达到抑烟且高阻燃性的目的，且可在少量添加(3-25phr)即可达到抑制聚氯乙烯燃烧发烟量50％以上的效果。

本发明人基于上述原因，本着积极发明的精神，构思一种可以解决上述问题的“抑烟阻燃组合物”，几经研究实验终完成了这项发明。

本发明的主要目的是提供一种抑烟阻燃组合物，能有效抑制聚氯乙烯材料燃烧时的发烟量，并提升聚氯乙烯材料的限氧指数(Limit OxygenIndex)。