[發明專利]含有在脂族上結合的溴的阻燃劑聚合物用的穩定劑

有效

• 申請號: 200980150884.6
• 申請日: 2009-12-07
• 公開（公告）號: CN102257050A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 謝拉里·林恩·克拉姆;威廉·杰拉德·斯托比;因肯·博里奇
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08K5/00
• 分類號: C08K5/00;C08K5/1515;C08K5/524;C08L9/06;C08L25/04;C09K21/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

本申請要求2008年12月18日提交的美國臨時申請61/138,572的優先權。

本申請涉及包含溴化的聚合物阻燃劑的穩定組合物。

六溴環十二烷，一種通常使用的用于聚苯乙烯泡沫體的阻燃劑，正面臨各種管轄權中的規章壓力，部分原因在于它被認為在生物體內積累。因此，有代替它的期望。

某些溴化的聚合物是代替六溴環十二烷作為各種聚合物體系中的阻燃劑的有前景的候選物。這些材料足夠高的分子量，因而預期它們不在生物體內積累。含有脂族碳-碳不飽和鍵的各種聚合物可以被溴化至高的溴含量，并且高溴含量使得它們作為FR添加劑是有效的。溴化的聚合物通常也擁有其它關鍵特征，包括與其它聚合物和其它添加劑(特別是發泡劑)的相容性。在這個方面，溴化的聚合物是潛在的多用途的FR添加劑，因為在供特定的本體(bulk)樹脂使用時，聚合物骨架可以選擇或定制。例如，在溴化的丁二烯聚合物中可以包含聚苯乙烯嵌段，以改善到聚苯乙烯樹脂中的分散性。在聚合物泡沫應用中，FR添加劑不應當對發泡工藝或所制備出的泡沫體產生明顯的不利影響，尤其是不應當對泡孔形成和泡孔大小產生明顯的不利影響。

溴化的FR添加劑的性能很大程度上取決于溴-碳鍵的熱穩定性。這些鍵必需足夠穩定，以忍耐在各種熔融加工操作過程中所碰到的熱條件，所述各種熔融加工操作過程可能例如被用于將FR添加劑結合到本體樹脂中或用于將所得的共混物加工成有用制品。FR添加劑在這些加工操作過程中可能暴露于230至250℃或甚至更高的溫度，并且在這些條件下不應當釋放明顯量的溴。在稍微更高的溫度，典型地在300至400℃，FR添加劑必需熱降解以產生活性的含溴物種，所述活性的含溴物種被認為有助于在著火條件下抑制火焰。

如果溴化的FR添加劑不是足夠熱穩定的，則溴在熔融加工過程中可能變為自由的。這樣可能導致一些問題。一個問題在于在加工過程中溴的損失可能導致FR性能的損失并且導致含有溴化的FR添加劑的本體聚合物的降解。另一個問題是損失的溴可能形成HBr，HBr是一種可以腐蝕加工設備的酸，進一步催化降解FR添加劑并且存在工人暴露的擔心。

當溴化的FR添加劑是高分子量聚合物時，發現第三個問題存在。溴的損失可能導致聚合物鏈之間形成分子間鍵合(bonds)。一個可能的機理涉及在聚合物中形成脂族碳-碳不飽和鍵(unsaturation)。這種不飽和鍵是可聚合的。在高溫條件下，這些不飽和物種，以及可能存在于聚合物中的其它殘留的不飽和鍵，可以與其它聚合物分子偶合以形成具有甚至更高的分子量的物質。由于溴化的聚合物的分子量本來就高，因此難于構建足夠的分子量和/或交聯以形成不溶性凝膠。

凝膠可能導致產品的裝飾性不完整，并且在某些情況下，可能影響其性能。凝膠可能累積在加工設備的內表面上。在制備發泡材料時可能產生特殊的問題。凝膠化的材料可能干涉發泡體的泡孔結構的形成，并且還可能對其物理性質產生不利影響。這是因為凝膠化材料的粘彈性性質通常明顯不同于FR添加劑自身的粘彈性性質。

凝膠化程度取決于時間和加工溫度。凝膠化的量可能變得相當明顯，尤其是如果材料在高于200℃的溫度熔融加工。這個問題在熱塑性發泡擠出工藝以及產生大量碎屑(scrap)的其它工藝中是特別嚴重的。為了降低成本，碎屑再循環返回到工藝中。在碎屑中含有的凝膠化的物質和FR添加劑也因此被再循環。凝膠當以這種方式再循環返回時通常不能再熔融。再循環的凝膠化物質和FR添加劑進行到高加工溫度的另外暴露。這可以導致加速的凝膠形成，因為凝膠粒子可以參與另外的反應。結果，隨著越來越多的碎屑被再循環，凝膠化的物質累積在產品中。盡可能地減少這種凝膠的形成是非常重要的。

因此，期望能提供一種方式，其中當含脂族溴的聚合物和共聚物暴露于高溫時以減少或防止它們的凝膠化。這應當以低成本、使用對熔融加工操作本身或所得產品沒有明顯不利影響的材料或方法而完成。當熔融加工操作的產品是發泡的材料時，發泡體結構，即泡孔大小、泡孔大小分布和開孔/閉孔含量應當盡量(at?most)受影響最小。

本發明在一個方面是一種用于制備聚合物組合物的方法，所述方法包括：在(1)至少一種亞磷酸烷基酯、(2)至少一種環氧化合物，或者(3)既(1)又(2)存在下，熔融加工含有熔融本體聚合物和含脂族溴的聚合物的混合物。