[发明专利]含有苯乙烯的聚合物的阻燃组合物

说明书

塑料材料的可燃性特性可根据由Underwriter Laboratories标准UL 94规定的方法量化。UL 94等级为V-0、V-1和V-2(在下文中给出有关的可燃性试验的详细描述)。被归为V-0等级的材料被认为可燃性较低。对于一些应用，较低的V-2等级是可接受的，而对于其它应用，需要更严格的V-1和V-0等级。

已知三氧化二锑与溴化阻燃剂在各种聚合物配方中协同地配合以达到所需的UL 94 V-1或V-0等级。在HIPS(高抗冲聚苯乙烯)或ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)中，为了有效地支持所用的溴化阻燃剂，三氧化二锑通常必须以相对于聚合物配方总重量的约2～6％的重量浓度存在。例如，在US5387636和EP527493中，描述以十溴二苯基乙烷和4％(重量/重量)的三氧化二锑阻燃的HIPS配方。被推荐用于苯乙烯共聚物中的其它溴化阻燃剂为十溴二苯醚、溴化环氧和三溴苯酚封端的溴化环氧。将这些阻燃剂与显著量的三氧化二锑一起加入到HIPS或ABS配方中。

因而，使用含有溴化阻燃剂(例如上面列出的那些)和低于2％的三氧化二锑(重量百分数，相对于聚合物配方的总重量)的阻燃体系以有效地阻滞HIPS或ABS组合物的可燃性已经被认为是不实用的，因为在如此少量的所述增效剂的存在下，获得UL 94 V-1或V-0等级所需要的溴化化合物的量被认为是不能接受地高的，导致具有差的物理性能分布(physical profile)的最终产品。

本发明的目的在于允许在含有苯乙烯的聚合物配方中达到UL 94 V-1或V-0等级所需要的三氧化二锑的量的显著降低。这样的降低是有利的，因为三氧化二锑是昂贵的、高度致密的添加剂，其往往会不利地影响最终塑料的性能。

三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪是溴含量为67重量％的溴化阻燃剂，且由下式表示：

(式I)。

三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪的制备通常基于氰尿酰氯与2，4，6-三溴苯酚盐在本领域公知的各种条件下的反应(参见，例如US5907040、5965731和6075142)。该阻燃剂也可从ICL-IP以名称FR-245商购获得。在本文中，该化学名称与FR-245可互换地使用。

三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪的主要用途之一是用于阻滞HIPS和ABS及其合金的可燃性。值得注意的是，三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪的熔点为230℃，其显著低于广泛用于HIPS和ABS应用的两种其它溴化阻燃剂：十溴二苯醚和十溴二苯基乙烷的熔点，这两种溴化阻燃剂分别在305℃和350℃下熔化。

在共同转让的PCT公布WO2005/120165中讨论了三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪与三氧化二锑的组合对于阻滞含有苯乙烯的聚合物的可燃性的效力。所述公布的实施例1～3表明当由三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪提供的溴的浓度为10％(重量/重量)时，则2.5％的量的三氧化二锑足以使基于HIPS的配方符合UL 94 V-0等级。WO2005/120165的参比例12说明将三氧化二锑的浓度降低至1重量％的尝试不导致具有可接受的阻燃性等级的HIPS配方。除非另有说明，此处所述的所有百分数均为相对于阻燃组合物总重量的重量百分数。

现已发现，可以用三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪使含有苯乙烯的聚合物的组合物且特别是基于HIPS和ABS的配方阻燃以通过严格的UL 94 V-1或V-0等级，即使当三氧化二锑增效剂以低至0.5～1.7重量％且更优选0.75～1.5重量％且甚至更优选1.0～1.5重量％的浓度存在于所述组合物中时也是如此。尽管增效剂的浓度低，但调节该组合物内的三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪的量使得含有苯乙烯的聚合物组合物的溴含量在7～24重量％且优选8～18重量％且更优选11～18重量％且甚至更优选11～14.5重量％的可接受的范围内，从而符合所期望的UL 94 V-1或V-0等级。下面的实施例中所报道的我们的对比研究显示：在上述浓度范围内，三(2，4，6-三溴苯氧基)-s-三嗪/三氧化二锑对非常有效地配合；对于三氧化二锑与强效的阻燃剂十溴二苯醚和十溴二苯基乙烷的组合，未观察到类似的行为。在本文中，这两种化合物有时分别通过它们的商品名“FR 1210”(ICL-IP)和“S-8010”(Albemarle Corporation)进行简化。