[发明专利]阻燃的含有苯乙烯的制剂

说明书

一种组合物，其包含：抗冲改性的含苯乙烯的聚合物；至少一种含溴阻燃剂；至少一种金属次磷酸盐M^q+(H₂PO₂)_q，其中M表示化合价为q的金属阳离子；和至少一种防滴剂，其中所述含溴阻燃剂和所述金属次磷酸盐的总浓度小于28重量％，基于所述组合物中所有组分的总和，其中所述组合物不含锑并且满足UL‑94 V‑1/1.6mm或UL‑94 V‑0/1.6mm测试要求。

商业上使用的许多聚合物含有阻燃剂以降低其可燃性。塑料材料的可燃性特征通常可根据Underwriter Laboratories标准UL 94规定的方法进行量化，其中将明火施加到由测试的聚合物制剂制成的垂直安装的测试样品的最下边缘。UL 94测试方法中使用的样品厚度不同(典型厚度为约3.2mm、约1.6mm、约0.8mm和约0.4mm)。在测试期间，记录测试样品的可燃性的各种特征。然后，根据分类要求，将聚合物制剂在测试样品的测量厚度赋予V-0、V-1或V-2等级。赋予V-0等级的聚合物制剂不易燃。此外，在UL-94燃烧测试中，样品越薄，燃烧时间越长。

对于抗冲改性的苯乙烯聚合物(例如高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS))的添加剂选择为含溴化合物，因为含溴化合物具有在合理的浓度实现可接受的阻燃水平并且保持聚合物机械性能的能力。但为了实现这一目标，含溴化合物需要锑作为增效剂。也就是说，将含溴阻燃剂与三氧化二锑(Sb₂O₃)(三氧化二锑起到协同提高阻燃剂的活性的作用)一起通常以约2:1-5:1的重量比(计算为聚合物组合物中的溴和Sb₂O₃的浓度之比)加入到塑性聚合物中。例如，在US 5,387,636中，描述了三氧化二锑在HIPS中的使用浓度为2重量％至6重量％。Finberg等人[Polymer Degradation and Stability 64,p.465-470(1999)]报道了满足UL-94 V-0/1.6mm的阻燃ABS，其中溴和三氧化二锑的浓度分别为约11重量％至15重量％和6重量％至8重量％，这表明三氧化二锑的负载水平相当高。

共同转让的WO 2010/010561中研究了一些商业阻燃剂对HIPS和ABS中的三氧化锑的依赖性。施加少量三氧化二锑，即[Sb₂O₃]≤2.0重量％，并且调节阻燃剂的浓度以提供10重量％至18重量％的量的溴。通过将所考虑的阻燃剂的溴含量乘以聚合物组合物中所述阻燃剂的重量浓度来计算聚合物组合物中的溴的量。由给定的阻燃剂提供的溴的量在下文中称为Br_Fr名称。当三氧化二锑的浓度降低到小于2重量％(从2重量％→1.5重量％→1.0重量％→0.5重量％)时，通常观察到满足UL 94 V-1或V-0等级所需的溴含量急剧增加。在WO2010/010561中测试的含溴添加剂中，三(2,4,6-三溴苯氧基)-均三嗪(也称为FR-245)显示出与其它阻燃剂相比对于三氧化二锑的相当适度的依赖性。但是，即使FR-245(加入以提供Br_FR-245＝12重量％)也需要1.5重量％三氧化锑的协助才能达到ABS的UL 94 V-0等级(ABS比HIPS更难阻燃；参见WO 2010/010561的实施例32)。此外，如下面的实施例2所示，为了对于从ABS中完全除去三氧化二锑进行补偿，必须以高达约33.0重量％(相当于Br_FR-245＝22％)的量施加FR-245。WO 2013/176868中报道的另一项研究也表明，只有在加入锑后才能实现满足UL-94 V-0/1.6mm等级和10％≤Br_FR-245≤15％的ABS。

总之，市场上可得到的许多商业ABS制剂是借助制剂中并入的10重量％至15重量％的溴来阻燃的。本领域的常规技术是这些制剂中必须存在锑，以使它们在添加剂的可接受的总负载水平达到UL-94 V-1/1.6mm或UL-94 V-0/1.6mm等级。