[發(fā)明專利]無鹵阻燃熱塑性聚酯

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680037189.5
• 申請日: 2006-10-12
• 公開（公告）號: CN101283032A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約亨·恩特爾;馬蒂亞斯·比恩米勒;馬丁·萬德斯
• 申請（專利權(quán)）人: 朗盛德國有限責(zé)任公司
• 主分類號: C08K5/5313
• 分類號: C08K5/5313;C08L67/02;C08K5/3492
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

本發(fā)明涉及用于熱塑性聚酯的無鹵阻燃劑，這些聚酯為UL?94?V-0級別并且具有特別好的機(jī)械性能和高的抗電弧痕跡性。

UL?94試驗是由美國Underwriters?Laboratories開發(fā)并且與聚合體熔融物的滴落性有關(guān)。這里用一臺本生燈(19mm火焰)將垂直安排的一個樣品(127mm×12.7mm×12.7mm)引燃(10秒)。如果該火焰在少于30秒后熄滅了，則再將此樣品引燃10秒。在第二引燃階段，太易揮發(fā)的阻燃劑就不再存在，并且在燃燒過程中產(chǎn)成的聚合體熔融物滴落到一個棉墊上。如果這沒有被燃燒的熔融物引燃，并且如果該樣品的燃盡時間少于5秒，則它的等級為UL?94?V-0。如果燃盡的時間是相同的，但棉墊燃燒，則相關(guān)的等級為UL?94?V-2。

多種塑料由于它們的化學(xué)構(gòu)成都是可燃的。因此塑料一般必須配備阻燃劑以使它們達(dá)到塑料加工者以及有時法律所要求的嚴(yán)格的阻燃性要求。為此目的已知有廣泛種類的阻燃劑和阻燃劑增效劑并且它們也是可商購的。有時，優(yōu)選使用非鹵化的阻燃劑體系，這不僅由于環(huán)境原因而且還因為就與失火相關(guān)的煙霧密度和煙霧毒性而言它們有更好的表現(xiàn)。

在非鹵化的阻燃劑中，特別是次膦酸的鹽類(次膦酸鹽類)已證明對于熱塑性聚酯具有特別的有效性。因此DE-A-2252258(＝US?3?900?444)說明了次膦酸的堿金屬鹽類，例如二甲基次膦酸鈉或亞乙基雙(甲基次膦酸)二鈉作為有效的阻燃劑組分。然而，必須加入量值為按重量計高達(dá)30％的此類物質(zhì)，并且它們有時表現(xiàn)出一種加速加工機(jī)器腐蝕的不利作用。

次膦酸類與元素周期表的第二或第三主族或過渡族的一種金屬形成的鹽類也已被用在熱塑性聚酯中。當(dāng)與其他無鹵阻燃劑例如磷酸三苯酯、間苯二酚雙(磷酸二苯酯)(RDP)或雙酚A雙(磷酸二苯酯)(BDP)相比時，它們特別的特征是在熱老化后的良好性能(US-A-2005?013?7297)。

所提到的次膦酸的鹽類與含氮的阻燃劑增效劑的結(jié)合也已說明于(EP-A-0?006?568)，并且某些具有相對高的熱穩(wěn)定性和相對低的揮發(fā)性的氮化合物已證實對此特別有利，實例為氰脲酸三聚氰胺酯、磷酸三聚氰胺酯、苯基胍胺、磷酸雙三聚氰胺酯、異氰脲酸三(羥乙基)酯、尿囊素、甘脲、焦磷酸三聚氰胺酯以及氰脲酸脲酯(EP-B-0892829/US?6?365?071)。

在所提到的次膦酸的鹽類中，有機(jī)次膦酸鈣類和有機(jī)次膦酸鋁類，例如雙乙基甲基次膦酸鈣或三乙基甲基次膦酸鋁已證實在阻燃作用方面特別有效，特別是與次膦酸鋅類(EP?0?699?708?B1/US?5?780?534)相比。

然而，所提及的次膦酸鈣類和次膦酸鋁類是固體(不像一些次膦酸鋅類)，它們在常規(guī)加工條件下不熔化(EP-A-1?454?912/US?2?004?176?506)。這使得均勻摻入模制組合物中更加困難。它的第一個后果是在薄壁的物品中如薄膜、箔片和纖維，甚至某種程度上在薄壁的部件中的使用受到了嚴(yán)重的限制。

第二個后果是使用次膦酸鈣類和次膦酸鋁類作為阻燃劑的聚酯類的機(jī)械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)劣于那些常規(guī)的含鹵的對比產(chǎn)品，特別是關(guān)系到對電器行業(yè)特別重要的那些性能：拉伸應(yīng)變(ISO?527拉伸試驗或ISO?178彎曲試驗)以及沖擊強(qiáng)度(如ISO?180)。所提及的次膦酸鹽類的固體特征此外還能對模制組合物的熔融物的粘度有一種不利的作用。還必須要提及的另一重要之處是當(dāng)對于用30％的玻璃纖維強(qiáng)化了的一種聚酯的配方中加入大量(如20％)的三乙基甲基次膦酸鋁時，所說明的抗電弧痕跡性(EP-B-0?794?220)較低：遠(yuǎn)低于600V。

在另一情況中，US-A-2005?013?7297提到了一種阻燃劑聚酯配方，該配方不僅包含次膦酸鋅和一種含氮阻燃劑，如氰脲酸三聚氰胺酯，還包含從0.1％至15％的一種碳化聚合物，優(yōu)選基于聚醚酰亞胺類和多種聚亞苯基體系。然而，此這里仍然是對于含有如按重量計30％的玻璃纖維并且類別為UL?94?V-0(1.6mm)的各種配方的IZOD沖擊強(qiáng)度最多對應(yīng)ISO?180/1U為30kJ/m²。對于在0.8mm時為UL?94?V-0的各種配方，沖擊強(qiáng)度確實降至低于23kJ/m²的值，給出一個非常有限的應(yīng)用的特征范圍。UL?94?V-0是用于測試阻燃性的一種標(biāo)準(zhǔn)化測試程序，在引言中有更詳細(xì)的說明。