[发明专利]经表面涂布的阻燃性颗粒的生产方法和由其生产的颗粒

说明书

本申请是分案申请，其原申请的申请号为200510091546.3，申请日为2005年8月15日，发明名称为“经表面涂布的阻燃性颗粒及其生产方法以及阻燃性树脂组合物及其生产方法”。

技术领域

本发明涉及一种经表面涂布的阻燃性颗粒的生产方法和由其生产的颗粒。具体地说，本发明涉及用于保护以下各种产品免于发生因例如起火等受热所致的问题的经表面涂布的阻燃性颗粒，所述的各种产品包括家用电器和办公自动化(OA)产品的框架(frames)、电线、电缆、例如汽车等车辆、船舶、飞机、火车、建筑材料、电子器件和印刷电路板。

背景技术

已经使用卤素化合物、三氧化锑、磷化合物、水合金属化合物(金属水合物)等作为阻燃剂与基体树脂(在下文中，简称为“树脂”)混合，以赋予所述树脂以阻燃性。在阻燃剂之中，因为对环境的关注而逐渐减少了对卤素化合物和三氧化锑的使用，但是水合金属化合物可以降低环境负担，而且从树脂回用方面考虑也是更有利的。

然而，为了提供与其它有机阻燃性化合物所赋予的阻燃性相当的阻燃性，必须大量使用水合金属化合物。因此，大量水合金属化合物的使用导致聚合物物理性能急剧恶化。为了赋予与其它有机阻燃剂所赋予的阻燃性相当的阻燃性且不恶化聚合物的物理性能，必须在基体树脂中均匀分散小粒径的水合金属化合物颗粒，使得它们彼此分开而不聚集。因此，当将金属水合物颗粒混合在树脂中时，必须在该颗粒表面上形成均匀涂布层，以确保该颗粒在基体树脂中的分散状态。

用高级脂肪酸等进行表面处理和形成硅氧层等是已知的在颗粒表面上形成涂布层的方法(例如日本专利申请公开(JP-A)No.52-30262和No.2003-253266，其公开内容此处引入作为参考)。然而，当该方法用于纳米尺寸的颗粒时，因为颗粒难以充分地分散并且涂布反应速度较高，所以聚集状态下的颗粒会在常规反应条件下发生涂布反应；结果，得不到均匀涂布的颗粒。

此外，已经提出用聚氨基酸或气相环状有机硅氧烷来处理无机粉末的表面(例如JP-A No.57-145006和No.61-268763，其公开内容此处引入作为参考)。当将这些方法用于纳米尺寸的颗粒时，也会导致颗粒的分散不足，并且会产生聚集体。

还提出通过将有机金属络合物等在溶剂中与链状聚合物混合并反应来制备由链状聚合物包封的微粒的方法(例如在JP-A No.2003-92207中，其中公开内容此处引入作为参考)。由于用链状聚合物使有机金属络合物稳定化并且由于有机金属络合物的可控反应性，该方法提供了均匀的颗粒。然而，该方法存在的问题是，当该反应在三维超分子结构中进行时，因为链状聚合物网络内部的较高空间自由度导致反应场具有不均匀性，所以难以得到具有均匀粒径的颗粒。

此外，为了通过使用微粒来赋予树脂以阻燃性，最近已经提出聚酰胺和改性硅酸盐的聚合物纳米复合组合物、接枝聚合物以及包含膦酸胺和无机纳米颗粒的聚碳酸酯混合物等(例如日本专利申请国内公开No.2003-517488和No.2003-509523(对应于WO99/041299和WO01/018117)中，其公开内容此处引入作为参考)。然而，这些组合物作为阻燃剂使用时均未能解决上述问题。

发明内容

传统技术中，通过使用每100重量份基体树脂约至少50至150重量份之多的粒径为1至50μm的阻燃性颗粒来赋予该树脂以阻燃性。使用如此大量的颗粒常常导致树脂的机械性质和电性质劣化，因此，例如将其它添加剂或树脂混入以防止所述劣化。

考虑到上述问题，本发明的发明人已经进行了深入的研究。这些研究着眼于将阻燃性颗粒粉化以增大该颗粒的比表面积并增大该颗粒与聚合物的接触面积。结果，本发明人发现了新的阻燃性颗粒及其生产方法。所述阻燃性颗粒是体积平均粒径为1至500nm的经表面涂布的阻燃性颗粒。在该阻燃性颗粒中，在无机微粒表面上设置了均匀的有机化合物层或聚硅酮，所述的有机化合物具有能够与该无机微粒成键的有机基团。本发明人发现，当在聚合物中混合所述颗粒时，即使是在低含量下，该颗粒也能提供与体积平均粒径约为0.5至50μm的阻燃性化合物所赋予的阻燃性相当的阻燃性。