[发明专利]阻燃组合物

说明书

本发明涉及阻燃聚合物的组合物，更具体的是涉及以一氧化碳和至少一种烯键式不饱和化合物的共聚物为基础的一类阻燃组合物。

一般类型的一氧化碳和一个或多个烯键式不饱和化合物的聚合物的出现已有多年历史了。根据美国专利笫249528，在自由基催化剂如过氧化苯酰存在下制得了一氧化碳含量较低的这类聚合物。英国专利第1081304公开了在催化剂钯的烷基膦络合物存在下制得的一氧化碳含量较高的这一类聚合物。

近来，称之为聚酮的一类一氧化碳和烯键式不饱和化合物的线型交替聚合物引起人们较大的兴趣，这部分是由于制备方法的改进之故。这类方法已在欧洲专利申请笫181014和121965中说明。在公开的方法中，其中之一是使用了如钯这样的VIII族金属、一种pKa低于2的非氢卤酸的阴离子和一个磷的二齿配位体的化合物。所合成的高聚物一般是高分子量的热塑性聚合物，它们可用于一些制品的生产中，如食物和饮料的容器、以及汽车制造业用的零部件或建筑业用的建筑构件。

有关在公共场合使用的任何塑料材料，对于材料着火或燃烧的影响后果必须作出说明。已经知道某些聚合物较其它的聚合物更易燃烧。例如像聚氯乙烯这类聚合物在其燃烧时会产生具有阻燃效应的气体。但是考虑到这些气体化合物的某些毒性和/或腐蚀性，这类聚合物或其制品的应用会受到限制。对于那些在燃烧时不会产生阻燃气体化合物的聚合物，其阻燃作用可通过加入能提供阻燃作用的化合物而获得，例如当所述的化合物分解时产生阻燃性的气体化合物，如二氧化碳和水。

与许多其它的聚合物不同，上文提到的一氧化碳和至少一种烯键式不饱和化合物的线型交替共聚物一般具有很高的熔点，熔点的具体值与所述的不饱和化合物的种类密切相关。这样的高熔点会给所述聚合物为基础的阻燃组合物的制备带来问题，因为这种制备一般要求远高于所述熔点的加工温度。可以想象在制备所要求的这样高的切变力和温度条件下，一些阻燃化合物会提前分解，这样不仅会减少其作为阻燃剂的作用，并且同时在加工时会引起严重的问题。根据美国专利笫4761449建议在上述的共聚物中加入一种碱土金属的碳酚盐(或碳酸氢盐)如碳酸钙。在这些组合物显示其改良的阻燃作用的同时，它们一直有改进的余地。尤其是当碳酸钙含量高达25％(重量)时，组合物的限氧指数值(LOI)仍仅为27～27.5。对许多工业用途。应优选LOI值为30或更高些的组合物。此外，聚酮聚合物的机械性质应仅可能保持不变，这样获得商品化应用的组合物所需的阻燃剂量就能尽可能减小。因而可以认为有必要发展以一氧化碳的共聚物为基础的且不具有上文所述的缺点的阻燃组合物。

通过连续大量的研究和实验，现已发现，配制以所述的一氧化碳共聚物和加至共聚物中不会或难以分解的选定的化合物为基础的阻燃组合物是可能的，这种选定的化合物能促使阻燃气体化合物在燃烧时从聚合物组合物中产生。

因而本发明提供了由一种一氧化碳和至少一种烯键式不饱和化合物的线型交替共聚物和一种在分解时能生成阻燃气体化合物的一定阻燃剂量的物质所组成的阻燃组合物，其特征在于所述物质是可从草酸盐或氢氧化物中选取的碱性或潜碱性反应的金属化合物，它的初始分解温度至少比所述聚合物的晶体熔点高25℃。

制备本发明组合物的聚合物是一氧化碳和至少一种烯键式不饱和化合物的线型交替聚合物。适合的烯键式不饱和化合物的碳原子数可高达20，较理想的碳原子数是10，这种不饱和化合物包括整个脂肪烃类，如乙烯和其它α-烯烃如丙烯、丁烯-1、辛烯-1和癸烯-1；脂肪族分子上有芳基取代基的，尤其是烯键式不饱和的一个碳原子上有芳基取代基的芳基脂肪族化合物，如苹乙烯、对-甲基苹乙烯、间-甲基苹乙烯和对-乙基苹乙烯；以及含有杂原子如O、N、P和卤素的不饱和化合物，作为化合物的例子如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十一碳烯酸、6-氯代己烯、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基膦酸二乙酯。较理想的聚合物是一氧化碳和乙烯的共聚物或一氧化碳、乙烯和3个或3个以上碳原子的第二种脂肪族α-烯烃，尤其是丙烯的三元共聚物。

聚合物的物理性质部份是由其分子量决定的，还取决于聚合物是共聚物还是三元共聚物。一般的熔点是在175℃至300℃之间，典型的是约210℃至280℃。

本发明的阻燃组合物中的优选的三元共聚物是一氧化碳、乙烯和丙烯的三元共聚物，其中乙烯对丙烯的摩尔比至少为3∶1。

所用的术语“碱性反应化合物”，指的是在游离状态下能与酸反应形成盐的一种化合物，或者所述的化合物本身是可水解的强碱弱酸盐。术语“潜在的碱性反应化合物”指的是在其分解时能生成一种碱性反应化合物。