[发明专利]泡沸的无卤素的基于硅-磷-氮的聚合物阻燃剂

说明书

技术领域

本发明涉及泡沸的无卤素的硅-磷-氮(SPN)聚合物阻燃剂，制备它们的方法，以及其中引入它们的组合物和制品。

背景技术

由于对环境和消防安全的关注日益增加，需要努力开发用于各种聚合物体系的无卤素阻燃剂(HFFR)。广泛使用基于磷和氮的泡沸阻燃剂(IFR)体系。但是，将高含量的阻燃剂(FR)引入到聚合物基质中，可能会损害聚合物组合物的性质，例如物理性质、电学性质、或老化性质。因此，需要降低HFFR在阻燃组合物中的含量同时保持聚合物基质的性质。有时，使用低分子量的基于磷和氮的IFR，但是会面临IFR的迁移。

发明内容

在一种实施方式中，本发明是式(I)的泡沸的无卤素的硅-磷-氮(IHFSPN)聚合物

其中R₁至R₆可以彼此相同或不同且选自：氢，C₁-C₅烷基，C₃-C₅羟基烷基，C₃-C₄链烯基，C₆-C₁₀芳基，C₇-C₈芳基烷基，或环烷基结构(例如，环己基)，以及“n”为2至100且通常为5至20。

在一种实施方式中，本发明是式(II)的IHFSPN聚合物

其中“n”为2至100且通常为5至20。

在一种实施方式中，本发明是包含两种或更多种式(I)的IHFSPN聚合物的阻燃体系。

在一种实施方式中，本发明是包含一种或多种式(I)的IHFSPN聚合物和基础聚合物的组合物，其中基础聚合物不是式(I)聚合物。

在一种实施方式中，本发明是包含式(I)的IHFSPN聚合物的制品。在一种实施方式中，本发明是包含式(II)的IHFSPN聚合物的制品。

在一种实施方式中，本发明是制备式(I)的IHFSPN聚合物的方法，该方法包括以下步骤：

(i)在反应条件下使二卤代硅烷和二胺接触以形成硅烷二基二胺；

(ii)在反应条件下使二卤代磷酸酯和多元醇接触以制备螺二卤代磷酸酯；和

(iii)在反应条件下使所述硅烷二基二胺和所述螺二卤代磷酸酯接触以制备式(I)聚合物。

在一种实施方式中，本发明是制备式(II)的IHFSPN聚合物的方法，该方法包括以下步骤：

在反应条件下使二氯二苯基硅烷和乙烷-1,2-二胺在三乙胺存在下接触以形成N,N-(二苯基硅烷二基)二乙烷-1,2-二胺；

(ii)在反应条件下使磷酰三氯和季戊四醇接触以制备季戊四醇-螺二氯磷酸酯；和

(iii)在反应条件下使N,N-(二苯基硅烷二基)二乙烷-1,2-二胺和季戊四醇-螺二氯磷酸酯接触以制备式(II)聚合物。

式(I)的IHFSPN聚合物用作各种阻燃体系和聚合物组合物(例如用于制造线材和缆线涂层的那些)中的阻燃剂。

附图说明

图1是聚(乙烯-丙烯酸乙酯)/多磷酸铵(EEA/APP)复合物的SEM图像。

图2是EEA/式(II)聚合物的复合物的SEM图像。

具体实施方式

本发明提供泡沸的无卤素的(HF)聚合的硅-磷-氮(SPN)阻燃剂，制备它们的方法，以及其中引入它们的制品、体系和组合物。与常规基于磷和氮的阻燃(IFR)组合物相比，本发明的泡沸的无卤素SPN聚合物组合物在较低的含量提供良好的阻燃性能。

定义

除非指出，从上下文暗示或现有技术惯例，所有的份和百分比均基于重量，而且所有的测试方法是与本申请的提交日期同步的。针对美国专利实践的目的，任何涉及的专利、专利申请或公开的内容在此全部引入作为参考(或其等价的US同族也引入作为参考)，特别是关于本领域中的定义(不与本申请具体提供的任何定义不一致)和常识的披露。