[發(fā)明專(zhuān)利]自熄性聚合物組合物

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680028102.8
• 申請(qǐng)日: 2006-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101233183A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小吉米·R·巴蘭;安東尼·P·曼扎拉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08K9/08
• 分類(lèi)號(hào): C08K9/08;C08L83/04
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 樊衛(wèi)民;郭國(guó)清

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自熄性聚合物組合物和由此制得的制品。

背景技術(shù)

用不同的添加劑對(duì)聚合物改性以試圖降低其可燃性(或增加其抗燃性)。這類(lèi)添加劑包括亞磷酸酯、磷酸酯、硫代磷酸酯，所述硫代磷酸酯包括鹵化烷基和其它的鹵化有機(jī)化合物。對(duì)于許多這類(lèi)添加劑，它們必須以相對(duì)高的重量百分比添加，而這可能不利地影響所得制品的物理和/或光學(xué)性能。聚四氟乙烯作為防滴(anti-drip)和阻燃劑被添加到許多聚合物中，但是對(duì)由此制得的模制品的清晰度和透明度都有不利的影響。可添加玻璃纖維，但是該添加不利地影響聚合物母體和光學(xué)性能。在許多應(yīng)用中，聚合物組合物通過(guò)添加顏料使其不透明以掩飾降低了的光學(xué)性能。

最近，對(duì)于用于聚合物應(yīng)用的新型阻燃劑的需要有所增加。盡管現(xiàn)有的產(chǎn)品可以以低成本有效地提供阻燃性，但是已開(kāi)始關(guān)注關(guān)于健康和環(huán)境危險(xiǎn)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為是環(huán)境上可永存的生物累積性材料。在一些歐洲國(guó)家，有提案要求禁止使用鹵化的和含重金屬的阻滯劑。

含有疊氮基的化合物和聚合物(“疊氮聚合物”)在爆炸物和推進(jìn)劑領(lǐng)域是重要的，因?yàn)榀B氮(-N₃)基團(tuán)是高能的，且可以以高重量百分比載荷結(jié)合到聚合物或低聚物中。有用類(lèi)型的疊氮聚合物是被描述為疊氮取代聚醚的低聚物、聚合物或共聚物，例如縮水甘油基疊氮化物聚合物(“GAP”)和雙(疊氮甲基)氧雜環(huán)丁烷聚合物(“BAMO”)。一般地，聚合的產(chǎn)物為相對(duì)低分子量的聚合物或低聚物(例如數(shù)均分子量為500～25,000)。可選擇地，它可以為美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,694,383、3,645,917、4,483,978和4,879,419中描述的更高分子量的聚合物(例如MW為25,000～100,000)。

發(fā)明簡(jiǎn)述

在一方面，本發(fā)明涉及一種聚合物組合物，所述組合物包括選自如下的有機(jī)聚合物：熱塑性聚合物、熱固性聚合物、彈性體及其混合物，在其中分散有疊氮聚合物表面改性的粒子相，其量為足以降低聚合物的可燃性。優(yōu)選地，疊氮聚合物為縮水甘油基疊氮化物聚合物。

在另一方面，本發(fā)明提供了一種可聚合組合物，所述可聚合組合物包括經(jīng)表面改性的納米粒子和一種或多種可聚合單體。當(dāng)被聚合時(shí)，生成的聚合物具有降低的可燃性。

本發(fā)明的聚合物和可聚合組合物可用于制備成型制品，如那些通過(guò)鑄造、模塑或擠出而生產(chǎn)的制品。包括汽車(chē)部件、電動(dòng)機(jī)外殼、器具、計(jì)算機(jī)設(shè)備如監(jiān)視器外殼、飛行器部件、玻璃替代物、光學(xué)透鏡和前燈透鏡。因?yàn)樵撎砑觿?疊氮聚合物表面改性的粒子相)可以在不會(huì)有害地影響光學(xué)性能的情況下以足夠量添加以降低制品的可燃性，所以該組合物對(duì)如下那些應(yīng)用是尤其有用的：其中要求透明度或清晰度，但是迄今為止一直使用不透明的聚碳酸酯。

本發(fā)明克服了本領(lǐng)域中的如下問(wèn)題，提供聚合物組合物，所述聚合物組合物不支持燃燒，易于與聚合物復(fù)合，并且降低或消除了與常規(guī)阻燃添加劑如多溴化聯(lián)苯相關(guān)的暴露危險(xiǎn)。另外，該添加劑一般不會(huì)不利地影響生成聚合物的機(jī)械或光學(xué)性能。

納米粒子相可包括：二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、氧化釩(vanadia)、鈰土、氧化鐵、氧化銻、氧化錫、鋁/二氧化硅及其組合，并且平均粒度小于100納米。

術(shù)語(yǔ)“表面改性納米粒子”是指如下粒子，其包括連接到或涂覆到其表面的表面基團(tuán)。表面基團(tuán)修改了粒子的特性，并且可被涂覆于納米粒子上，或共價(jià)鍵合或離子鍵合到納米粒子。

術(shù)語(yǔ)“粒徑”和“粒度”是指粒子的平均截面尺寸。如果粒子以聚集體的形式存在，術(shù)語(yǔ)“粒徑”和“粒度”是指聚集體的平均截面尺寸。

術(shù)語(yǔ)“熱固”和“熱塑”具有它們?cè)诰酆衔锘瘜W(xué)領(lǐng)域中普通的含義。??“熱固性”樹(shù)脂是一種固化樹(shù)脂，所述樹(shù)脂暴露于足以使樹(shù)脂不能流動(dòng)的能量源(例如熱和/或輻射)下，或來(lái)自活性種的化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)。術(shù)語(yǔ)“熱固”是指未固化的熱固性樹(shù)脂。“熱塑性”樹(shù)脂是一種當(dāng)加熱時(shí)能軟化或流動(dòng)并且當(dāng)冷卻時(shí)能再硬化的樹(shù)脂。

“疊氮基”是指-N₃，與碳原子結(jié)合。

“疊氮聚合物”或“疊氮化物聚合物”是指具有連接的疊氮基團(tuán)或連接的含疊氮基的基團(tuán)的聚合物、共聚物或低聚物。

“自熄性”是指材料在沒(méi)有添加外部熱源的情況下不能持續(xù)燃燒的能力。在本發(fā)明中，火焰在10秒內(nèi)熄滅，優(yōu)選在5秒內(nèi)。

發(fā)明詳述