[发明专利]阻燃聚烯烃组合物

说明书

本发明涉及一种阻燃聚烯烃组合物，一种改善聚烯烃阻燃性的方法，以及一种可用于提高聚烯烃阻燃性的母料。

燃烧几乎都仅仅是气相现象。因此，为了使固体燃烧，必须使其挥发。在聚合化合物的情况下，这意味着必须使它们分解，从而产生气态或液态低分子量产物。这些产物然后可充当燃料，导致进一步分解。

通常将阻燃剂加入聚合物中以中断该循环。例如据信溴化阻燃剂在燃烧过程中分解成与链增长和支化步骤竞争的自由基(A.G.Marck，“Flame retardants，halogenated”，Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，第11卷，第455-456页，于2004年9月17日网上公开)。

聚合物的可燃性通常根据保险商实验室(Underwriters Laboratory)UL94安全标准进行测试。该UL 94试验使用小火焰测量塑料的可燃性。根据该试验，将具有确定尺寸的试样垂直放置并使用本生灯引燃。在试样下放置棉花层以测试燃烧溶滴。施加火焰10秒钟。简言之，如果在施加火焰后样品燃烧时间不长于10秒且不能将棉花引燃，则获得V-0等级；如果样品燃烧时间不长于30秒且不能将棉花引燃，则获得V-1等级；如果样品燃烧时间不长于30秒且可将棉花引燃，则获得V-2等级。

通常将溴化有机化合物与增效剂如Sb₂O₃或硼酸锌混合，以进一步降低可燃性并因此获得更好的UL94等级。

然而，由于它们通常为白色且高增效剂添加量由此使最终产物的着色复杂化，不希望大量使用这种增效剂。

为了降低增效剂的量，已知的是加入自由基引发剂，例如有机过氧化物或C-C引发剂。

例如，GB 2,085,898公开了一种含聚烯烃、芳族溴代烃(更特别地是十溴二苯醚)作为阻燃剂、2.5phr Sb₂O₃作为增效剂和C-C引发剂的组合物。采用该文献中公开的试样未获得V-0等级。

EP 0200217和0154946公开的组合物含有聚丙烯、三聚氰胺溴水合物作为阻燃剂和2，5-二苯基-2，3-二甲基丁烷(C-C引发剂)和/或增效剂如Sb₂O₃。其仅在非常大量的氧化锑(10重量％)下才获得V-0等级。

GB 1,270,318公开了包含阻燃剂1，2，4，6，79，10-六溴环十二烷、增效剂Sb₂O₃、链烷多元醇(例如季戊四醇)和C-C引发剂二枯基的聚丙烯组合物。该文献没有给出与这些组合物的阻燃性程度有关的信息。

US 3,850,882公开了包含作为阻燃剂的五溴甲苯或六溴联苯与C-C引发剂二枯基和作为增效剂的二氧化锡或Sb₂O₃组合的聚丙烯组合物。

EP 1239005公开了一种包含聚烯烃、三(三溴新戊基磷酸酯)和自由基源的组合物。然而，只有在该组合物额外含有大量(至少约4pbw)Sb₂O₃时才能获得V-0等级。

现在已发现可用其量显著低于现有技术中所用那些量的增效剂获得V-0等级。

本发明组合物包含至少一种聚烯烃、溴化阻燃剂、自由基引发剂和0.1～0.5phr(＝每百份树脂)增效剂，所述增效剂选自锑化合物、锡化合物、钼化合物、锆化合物、硼化合物和锌化合物。

合适的聚烯烃的实例包括由一种或多种以下单体得到的均聚物和共聚物：丙烯、乙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、2-甲基丙烯、2-甲基丁烯、4-甲基戊烯、4-甲基己烯、5-甲基己烯、双环(2，2，1)-2-庚烯、丁二烯、戊二烯、己二烯、异戊二烯、2，3-二甲基丁二烯、3，1-甲基戊二烯、1，3，4-乙烯基环己烯、乙烯基环己烯、环戊二烯、苯乙烯和甲基苯乙烯。优选的聚烯烃为聚丙烯和聚乙烯，包括无规立构、间规立构和全同立构聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯和丙烯的嵌段共聚物以及乙烯和丙烯的无规共聚物。最优选的聚烯烃为聚丙烯。

所述组合物可仅含一种均聚物或共聚物，但也可含均聚物共混物、共聚物共混物和均聚物-共聚物共混物。聚烯烃可为模塑级、纤维级、薄膜级或挤出级。

合适的溴化阻燃剂的实例为四溴双酚A双(2，3-二溴丙基醚)、六溴环十二烷、三(三溴新戊基)磷酸酯、聚(丙烯酸五溴苄基酯)、十溴二苯醚、三(三溴苯基)氰脲酸酯、三(二溴丙基)异氰脲酸酯及其混合物。