[发明专利]作为阻燃剂的NOR‑HALS化合物

说明书

发明描述

本发明涉及NOR-HALS化合物在阻燃剂聚合物组合物中的用途。这些组合物尤其适用于制造基于热塑性聚合物(尤其为聚烯烃均聚物和共聚物)、缩聚物(例如多胺或聚酯)和硬塑性聚合物(例如聚环氧化物)的阻燃剂组合物。

将阻燃剂加入聚合材料(合成的或天然的材料)中以增强聚合物的阻燃性能。取决于其组成，阻燃剂可在固相、液相或气相中以化学方式(例如通过释放氮气而作为起泡剂(spumescent))和/或以物理方式(例如通过产生泡沫覆盖)而起作用。阻燃剂在燃烧过程的特定阶段期间(例如在加热、分解、点火或火焰蔓延期间)进行干扰。

仍需要可用于不同聚合物基材中的具有改进性能的阻燃剂组合物。在安全性和环境要求方面提高的标准使得管理愈加严格。特别是已知的含卤素阻燃剂不再符合所有必需的要求。因此，无卤素阻燃剂，尤其是鉴于其在与火相关的烟密度方面的更好性能而为优选的。改进的热稳定性和较小的腐蚀行为为无卤素阻燃剂组合物的其他益处。

NOR-HALS化合物由EP 1 731 508已知作为稳定剂用于合成树脂以保护这些底物以防由化学品或酸雨的作用而引起的降解。

惊人地发现，在将所选择的NOR-HALS化合物加入聚合物基材中的情况下，制得具有优异阻燃性能的热塑性或硬塑性聚合物。

这些组合物具有优异的热稳定性，且因此尤其适合用于制造电气与电子部件和装置的工程热塑性塑料和环氧树脂层压物中的应用中。通过在热塑性和硬塑性树脂中使用本发明的阻燃添加剂，可大大地降低或替换常规含卤素阻燃剂和卤化环氧树脂、锑化合物和无机填料。

本发明涉及下式的NOR-HALS化合物在聚合物中诱生阻燃性中的用途：

其中

R₁和R₂为C₁-C₃₀烷基。

上式(I)中的由R₁和R₂表示的C₁-C₃₀烷基的实例为线性，或可能的话，支化烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、正戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、异己基、正庚基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基(月桂基)、正十三烷基。正十四烷基(肉豆蔻基)、正十五烷基、正十六烷基(鲸蜡基)、正十八烷基等。

其中存在如上所定义的化合物(I)的聚合物组合物获得与制定的阻燃剂测试方法相关的所需等级，尤其是聚烯烃组合物。

该化合物(I)优选以基于组合物的总重量为约0.005–90.0 wt.％，优选约0.02-20.0 wt.％，最优选0.10–15.0 wt.％的量含于本发明阻燃剂组合物中。

术语聚合物和基材在其范围内包括热塑性和硬塑性聚合物以及热固性材料。

以下给出合适热塑性聚合物的列举：

1.单烯烃和二烯烃的聚合物，例如热塑性聚烯烃(TPO)，例如聚丙烯、聚异丁烯、聚丁-1-烯、聚-4-甲基戊-1-烯、聚乙烯基环己烷、聚异戊二烯或聚丁二烯，以及环烯烃如环戊烯或降冰片烯的聚合物，聚乙烯(其任选可交联)，例如高密度聚亚甲基(HDPE)、高密度和高分子量聚乙烯(HDPE-HMW)、高密度和超高分子量聚乙烯(HDPE-UHMW)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、(VLDPE)和(ULDPE)。

聚烯烃，即前面段落中例举的单烯烃聚合物，优选聚乙烯和聚丙烯，可以通过不同方法制备，尤其通过下列方法制备：

a)自由基聚合(通常在高压和升高的温度下)。