[发明专利]填充的热塑性聚烯烃组合物、制备其的方法和由其制得的制品

说明书

组合物，其包含：A)具有大于1930MPa的挠曲模量和大于100℃的HDT的结晶全同立构丙烯均聚物；B)乙烯/α‑烯烃互聚物，其具有小于‑30℃的Tg、在190℃在0.1弧度/s下测量的小于2的正切差值、大于或等于通过差示扫描量热法测量的乙烯/α‑烯烃互聚物的峰值熔融温度的HDT，和C)片状填料，以及D)氮源和磷源，其中至少一种源衍生自至少一种有机化合物或其盐，并且其中均聚物：互聚物(A:B)的重量比为9:1－6:4。本发明提供了其他的组合物、由这些组合物形成的制品和制备这些组合物的方法。

本发明申请是基于申请日为2007年12月20日，申请号为200780051479.X(国际申请号为PCT/US2007/088408)，发明名称为“填充的热塑性聚烯烃组合物、制备其的方法和由其制得的制品”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及包含氮源、磷源和任选的羟基源并且至少一种源衍生自至少一种有机化合物或其盐的填充的热塑性聚烯烃(TPO)组合物。在一个方面中，本发明涉及包含高度结晶的全同立构丙烯均聚物、高熔体强度的乙烯/α-烯烃(EAO)弹性体抗冲改性剂和增强等级的片状(platy)填料例如滑石的TPO组合物。在另一个方面中，本发明涉及包含至少一个由该填充的热塑性聚烯烃组合物形成的组件的制品。在另一个方面中，本发明涉及制备该填充的热塑性聚烯烃组合物。

背景技术

滑石填充的TPO可用于注塑应用和需要刚度、在低至约-30℃温度下的抗冲击性、耐刮擦和擦痕性，和在约100℃温度下的耐变形性的平衡的其他应用。这些等级的TPO的挠曲模量通常为约100,000－200,000psi，并且HDT通常低于约110℃。

已经开发了具有类似于PC/ABS性能的模量和热挠曲温度的滑石填充的TPO配制物。在许多使用PC/ABS的耐用品市场中，需要阻燃等级以防止燃烧开始，例如在密闭的电子设备中短路的情形中，或者防止火焰扩散，例如在延伸贯穿大建筑物的电缆盘中，并且其可能将起源于一个房间的火焰带入建筑物的其他房间。

实现阻燃的三种方式如下：(1)使用清除自由基、减少热并且导致不完全燃烧的卤化体系，(2)使用吸热性分解以释放不易燃气体、导致燃料稀释和聚合物冷却的矿物添加剂，或者(3)使用形成炭的添加剂例如膨胀物如含氮和含磷以及任选地含羟基的添加剂的组合，其释放不可燃烧的气体并且使炭发泡，充当火焰头与聚合物表面之间的阻隔。

卤化添加剂的使用使一个问题代替了另一个。尽管该添加剂可以终止火焰的扩散，但火焰热将释放大量的黑烟。烟表现出能见度和环境问题，其使灭火复杂化并且可能造成健康和性能损害，即使阻止火焰扩散。

矿物添加剂的使用需要加入大量矿物填料。这些填料不具有显著的纵横比并且因此起着潜性缺陷的作用而没有任何有利的增强效果。

气化和溶胀并且形成稳定的炭的基于氮和基于磷的有机物的使用是使聚烯烃体系阻燃的已知方式。然而，有机的基于氮和基于磷的有机化合物的使用成本高，并且通常需要大量这些化合物来实现所希望的结果。

圆锥量热法(cone calorimetry)是一种非常有用的工具，当聚合物配制物暴露在火焰时，用以了解聚合物配制物中的变化如何影响配制物的性能。圆锥量热法测量了从暴露在火焰下的样品中释放的瞬时热。放热速率图使得能够测量“峰值放热速率”和“达到峰值放热速率的时间”。有效的膨胀物配制物将降低峰值放热速率并且增加达到峰值放热速率的时间。然而，可开发具有显著较低的峰值放热速率的配制物将需要较低的添加剂含量以实现目标阻燃性能等级。

需要其中放热降低并且填料可以既充当阻燃剂又充当增强物的成本有效的片状填料填充的TPO配制物。包含丙烯均聚物和乙烯共聚物的成核组合物披露于美国专利公开2003/0176580中。

对于其成本和增强效果而言，还需要一种填充的TPO配制物，其包含分配在聚合物相中的阻燃添加剂、仅留下片状填料作为分散的固体。还需要包含较低含量的阻燃剂的阻燃、填充的TPO配制物。这些需要中的一些和另一些已经通过以下的发明得到满足。