[發明專利]作為阻燃劑的P-哌嗪化合物

無效

• 申請號: 201280054583.5
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN103917587A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: R·克薩特;M·羅特;M·德林;M·西西爾斯基;S·瓦格納
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08K5/5399
• 分類號: C08K5/5399
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張雙雙;劉金輝

發明描述

本發明涉及芳族P-哌嗪化合物在阻燃劑聚合物組合物中的用途。這些組合物尤其適用于制造基于熱塑性聚合物(尤其為聚烯烴均聚物和共聚物)、縮聚物(例如多胺或聚酯)和硬塑性聚合物(例如聚環氧化物)的阻燃劑組合物。

將阻燃劑加入聚合材料(合成的或天然的材料)中以增強聚合物的阻燃性能。取決于其組成，阻燃劑可在固相、液相或氣相中以化學方式(例如通過釋放氮氣而作為起泡劑(spumescent))和/或以物理方式(例如通過產生泡沫覆蓋)而起作用。阻燃劑在燃燒過程的特定階段期間(例如在加熱、分解、點火或火焰蔓延期間)進行干擾。

仍需要可用于不同聚合物基材中的具有改進性能的阻燃劑組合物。在安全性和環境要求方面提高的標準使得管理愈加嚴格。特別是已知的含鹵素阻燃劑不再符合所有必需的要求。因此，無鹵素阻燃劑，尤其是鑒于其在與火相關的煙密度方面的更好性能而為優選的。改進的熱穩定性和較小的腐蝕行為為無鹵素阻燃劑組合物的其他益處。

具有三價磷的磷雜菲酰胺和熱塑性聚合物組合物由U.S.4,380,515已知用作熱塑性塑料和彈性體的穩定劑，以防止這些基材由氧、光和熱的作用所引起的降解。

具有三價磷的磷雜菲酰胺及其在乳液中作為照相顯影促進劑的用途也由EP56?787已知。

驚人地發現，在將芳族P-哌嗪化合物加入聚合物基材中的情況下，制得具有優異阻燃性能的熱塑性或硬塑性聚合物。

這些組合物具有優異的熱穩定性，且因此尤其適合用于制造電氣與電子部件和裝置的工程熱塑性塑料和環氧樹脂層壓物中的應用中。此外，包含本發明化合物的環氧樹脂對玻璃化轉變溫度不顯示或僅顯示較小的負面影響，這被認為尤其有利于其在用于制造印刷電路板的環氧樹脂層壓物中的使用。通過在熱塑性和硬塑性樹脂中使用本發明的阻燃添加劑，可大大地降低或替換常規含鹵素阻燃劑和鹵化環氧樹脂、銻化合物和無機填料。

本發明涉及下式的P-哌嗪化合物在聚合物中誘生阻燃性中的用途：

其中

n表示0或1；

X表示氧或硫；

表示氧或位于磷與苯基之間的直接鍵；

位于苯基之間的虛線表示與相鄰的直接鍵，條件為表示氧。

其中存在如上所定義的化合物(I)的聚合物組合物達到根據UL-94(Underwriter's?Laboratories?Subject94)的所需V-0等級和相關測試方法中的其他優異等級，尤其是在常規FR體系易于失效的玻璃纖維增強型配制劑中。

基于聚合物基材的重量，這些化合物(I)和(IA)優選以1.0-90.0重量％、優選為2.0-50.0重量％的量含于本發明的阻燃劑組合物中。

術語聚合物和基材在其范圍內包括熱塑性和硬塑性聚合物以及熱固性材料。

以下給出合適熱塑性聚合物的列舉：

1.單烯烴和二烯烴的聚合物，例如聚丙烯、聚異丁烯、聚丁-1-烯、聚-4-甲基戊-1-烯、聚乙烯基環己烷、聚異戊二烯或聚丁二烯，以及環烯烴如環戊烯或降冰片烯的聚合物，聚乙烯(其任選可交聯)，例如高密度聚亞甲基(HDPE)、高密度和高分子量聚乙烯(HDPE-HMW)、高密度和超高分子量聚乙烯(HDPE-UHMW)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、(VLDPE)和(ULDPE)。

聚烯烴，即前面段落中例舉的單烯烴聚合物，優選聚乙烯和聚丙烯，可以通過不同方法制備，尤其通過下列方法制備：

a)自由基聚合(通常在高壓和升高的溫度下)。

b)使用通常含有一種或一種以上周期表第IVb、Vb、VIb或VIII族金屬的催化劑的催化聚合。這些金屬通常具有一個或一個以上配體，通常是可為α-或π-配位的氧化物、鹵化物、醇鹽、酯、醚、胺、烷基化物、鏈烯基化物和/或芳基化物。這些金屬配合物可為游離形式或固定在基材上，通常在活化氯化鎂、氯化鈦(III)、氧化鋁或氧化硅上。這些催化劑可溶于或不溶于聚合介質中。所述催化劑本身可用于聚合或者可使用其它活化劑，通常為烷基金屬、金屬氫化物、金屬烷基鹵化物、金屬烷基氧化物或金屬烷基氧烷(alkyloxane)，其中所述金屬為周期表第Ia、IIa和/或IIIa族的元素。所述活化劑可方便地用其它酯、醚和胺或甲硅烷基醚基團改性。這些催化劑體系通常稱為Philips、Standard?Oil?Indiana、齊格勒-納塔)、TNZ(杜邦)、茂金屬或單中心催化劑(SSC)。