[发明专利]阻燃聚烯烃系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年7月20日提交的美国临时申请第62/194503号的优先权，所述申请的内容以全文引用的方式并入本发明中。

技术领域

本发明涉及阻燃材料并且，更确切地说，涉及阻燃聚烯烃系统。

背景技术

阻燃聚烯烃系统利用并入有各种添加剂的聚烯烃基材。用于生产厚的聚丙烯制品的系统通常利用增强填充剂。然而，这些系统仅提供如由UL94垂直燃烧(“VB”)测试所测定的最适度的阻燃性，并且由于较高的填充剂负载，可以不利地影响所述制品的机械特性。

卤化阻燃系统已与聚丙烯结合使用，然而这些系统通常需要通常含有痕量的砷的增效剂，例如氧化锑。一些卤化芳香族阻燃剂对太阳辐射不稳定，这可以导致变色。此外，卤化阻燃剂通常必须在较高负载(例如大于10wt％)下使用，这成本较高并且可能损害制品的机械特性。

有机盐(例如多磷酸铵)、无机矿物质(例如二氢氧化镁或三水合铝)也已用于阻燃聚烯烃系统。在燃烧温度下，假定这类材料产生稀释靠近聚合物-燃烧界面的氧含量的废气，例如氨气或水蒸汽。然而，这些材料通常在极高含量水平(30wt％到60wt％)下使用，并且产生非所要的视觉外观以及对聚合物拉伸和冲击特性的有害影响。

期望的是，配制有效的阻燃系统以用于厚的聚丙烯制品，所述系统不含或大体上不含重金属和卤素物质。此外，期望的是，这类系统满足或超出各种应用的光稳定性、加工稳定性、阻燃性和机械特性的所需水平。

发明内容

本发明的某些实施方案涉及具有其中并入添加剂的聚烯烃基材的阻燃制品，所述添加剂包含：有机磷化合物，其包含膦酸酯、磷酸酯或其组合；以及增效剂，其包含N-烷氧基受阻胺。当制品呈125mil注塑条形式时，根据UL-94垂直燃烧(VB)测试所述制品的性能等级是V-0。

某些实施方案涉及具有其中并入添加剂的聚烯烃基材的阻燃制品，所述添加剂包含：有机磷化合物，其包含膦酸酯、磷酸酯或其组合；以及增效剂，其包含N-烷氧基受阻胺。在某些实施方案中，阻燃制品是建筑材料。

某些实施方案涉及阻燃组合物，所述组合物包含：聚烯烃；膦酸酯，其具有下式：

其中变体在本文中公开；增效剂，其具有下式：

或

其中n是1到15的整数，所述增效剂以约0.1wt％到约3wt％的量存在；抗氧化剂；以及除酸剂。

出于本发明的目的，如单独地或作为其它基团的部分使用的术语“烷基”指的是含有一到十二个碳原子的直链或分支链脂肪族烃(即，C_1-12烷基)或含有指定碳原子数的直链或分支链脂肪族烃(即，C₁烷基(例如甲基)、C₂烷基(例如乙基)、C₃烷基(例如丙基或异丙基)等)。在一个实施方案中，烷基选自直链C_1-10烷基。在另一实施方案中，烷基选自分支链C_1-10烷基。在另一实施方案中，烷基选自直链C_1-6烷基。在另一实施方案中，烷基选自分支链C_1-6烷基。在另一实施方案中，烷基选自直链C_1-4烷基。在另一实施方案中，烷基选自分支链C_1-4烷基。在另一实施方案中，烷基选自直链或分支链C_2-4烷基。非限制示例性的C_1-10烷基包含甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、3-戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基以及类似基团。非限制示例性的C_1-4烷基包含甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和异丁基。