[发明专利]无卤的阻燃剂组合物，包含其的热塑性组合物以及生产组合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无卤或实质上无卤的阻燃剂组合物，和包含该组合物 的阻燃型热塑性组合物。特别地，本发明涉及无卤或实质上无卤的阻 燃剂组合物，该组合物包含以下的共混物，(i)至少一种高炭化聚合物， (ii)至少一种低挥发性磷酸酯，和(iii)至少一种分裂出高挥发性的含磷片 段的化合物。本发明还涉及包括上述阻燃型组合物与至少一种热塑性 树脂优选聚苯乙烯树脂共混的热塑性阻燃型组合物，以及生产该组合 物的方法。

背景技术

用于生产具有阻燃特性的热塑性塑料的常规方法是引入卤代化合 物。更具体地说，在这种热塑性树脂中已经使用芳族多溴化化合物作 为阻燃添加剂。通常是金属氧化物的增效剂与多溴化化合物组合物使 用以实现更好的阻燃特性。普遍接受的是这些产品阻止了当点燃时在 燃烧中发生的自由基气相反应。因此，卤化阻燃剂是最通常使用的用 于不同类型的聚合物型材料的添加剂。然而，在最近大约十五年期间， 已经对卤化阻燃剂进行了更详尽的研究，并且它们中的一些已由于生 态学原因被取缔使用。此时，阻燃剂工业处在要选择对环境无害的阻 燃添加剂的压力下。

含磷产品是这种卤化阻燃剂的合理替代品。在一些应用中，含磷 添加剂至少表现出与卤化添加剂一样的作用，尽管含磷添加剂不常使 用。这些含磷添加剂可通过凝固相和气相反应的组合提供阻燃活性(E.D. Weil，W.Zhu，N.Patel和S.M.Mukhopadhyay，Polymer Degradation and Stability，1996，vol.54，pp.125-136)。含磷产品在燃烧期间能与聚合物反 应并增加其碳化同时降低挥发性可燃气体的产生。这些过程显然根据 其中使用了这种添加剂的聚合物的不同而异。因此，必须为每种类型 的聚合物定制特定的含磷结构。含磷添加剂的气相作用更具一般性， 因为其不依赖聚合物类型的不同而异。

在现有技术中关于在热塑性树脂中使用两种或多种含磷阻燃添加 剂的组合的描述相对广泛。例如，美国专利4,257,931和5,814,690，(各 自内容作为参考并入本文)，英国专利公开2,330,583，德国专利公开 44,26,010，法国专利公开2,781,807，日本专利10,287,761，10,316,813， 11,116,817，11,181,199和11,302,656，欧洲专利公开897,413，896,023， 899,296和947,560，以及PCT国际专利公开WO 98/39 381，WO 98/53 002，WO 99/27 016和WO 99/28 382都描述了两种或多种含磷阻燃剂的 组合。

然而，现有技术中公开的组合使用相对大量的这些含磷添加剂。 这些添加剂中的一些在聚合物中具有有限的溶解度，特别是在半晶态 聚合物中，因此倾向于移向聚合物表面。这种移动现象不利地影响了 聚合物产品的表面外观和燃烧性能。如果含磷添加剂或添加剂的组合 在聚合物中可溶，则他们倾向于使聚合物增塑，并降低聚合物的热性 质，诸如热变形温度。已经进行了大量的尝试企图通过使含磷单元共 聚进入聚合物链而解决这些问题，但是在商业上仅获得较少到中等的 成功。(例如参见E.D.Weil，Phosphorus-Containing Polymers，在the Kirk-Othmer Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，Vol.11， John Wiley，New York，1990，pp.96-126)。这些化合物在商业上不成功 的原因是因为它们的高成本和在所得聚合物组合物的物理性质方面的 降低。

现有技术中描述的另一种方法涉及将高炭化聚合物和含磷添加剂 组合，所述含磷添加剂一般与高炭化聚合物是相容的。例如，美国专 利6,569,928(其内容作为参考并入本文)描述了使用在主聚合物骨架 内含有苯环的高炭化聚合物与含磷添加剂的组合。这种组合的添加剂 被施用于半晶态聚酯中，与使用含磷添加剂而不结合使用高炭化聚合 物相比，这种组合防止了含磷添加剂向表面的移动。然而，该专利中 描述的阻燃剂组合物限于聚酯，并且有机添加剂必须具有被直接引入 有机磷酸酯主链内的苯环。还需要较高浓度的阻燃剂，因此使得与市 场上现有的其它产品相比，使得该组合物不具有商机。