[發明專利]包括阻燃材料的微晶格結構以及形成微晶格結構的組合物和方法

在審

• 申請號: 201580043532.6
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN106795354A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 索菲亞·S·楊;艾利克·C·克拉夫;湯瑪斯·I·邦迪;安德魯·P·諾瓦克;札克·C·埃克爾;艾倫·J·雅各布森
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: C08L41/00
• 分類號: C08L41/00;C08L23/00;C08J3/24
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司11355
• 代理人: 張雅軍

背景技術

阻燃聚合物可用于各種應用，諸如與人頻繁和/或緊密接觸以及可暴露于明火的那些應用。例如，阻燃聚合物可以用于運輸應用、消費品等。先前，鹵代化合物(例如，有機鹵素)已被用作阻燃劑，但是由于這些鹵代化合物可能產生成為環境毒素的鹵素氣體和/或鹵素化合物，并且可能腐蝕周圍的材料，因此已經推行不使用這種鹵代化合物。例如，《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》禁止使用22種有機鹵素，其中許多有機鹵素是用于阻燃的目的。此外，由于環境問題，歐盟《有害物質限制(RoHS)指令》也禁止使用某些有機鹵素。

盡管已經對非鹵素阻燃化合物進行了研究，但是這些化合物具有引起化合物高負荷水平的加工限制。此外，現有的非鹵素阻燃化合物用于模制工藝，在這樣的工藝中可以控制所得部件的架構，但是不控制部件內的化學架構。

發明內容

本發明的實施例方面涉及包括在微晶格形狀因子中的阻燃成分，以及用于形成前述微晶格形狀的組合物和方法。

本發明的實施例方面涉及可在較低負荷水平下使用的非鹵素阻燃材料。本發明的實施例方面還涉及用于設制零件的架構以及零件中的化合物位置的方法。

根據本發明的實施例，用于形成微晶格結構的組合物包括：光聚合性化合物；和阻燃材料。

所述阻燃材料可以包括光聚合性官能團，并且阻燃材料和光聚合性化合物可適于相互共聚合。

根據另一個實施例，微晶格結構包括：在多個節點處互連的多個支柱，所述支柱包括：包含光聚合性化合物與阻燃材料的反應產物的共聚物。

根據另一個實施例，微晶格結構包括：在多個節點處互連的多個支柱，所述支柱包括：包含光聚合性化合物的反應產物的聚合物；和阻燃材料。

根據另一個實施例，形成微晶格結構的方法包括：將包含光聚合性化合物和阻燃材料的組合物暴露于準直光以形成前體-微晶格結構；以及固化所述前體-微晶格結構以形成所述微晶格結構。

根據另一個實施例，形成微晶格結構的方法包括：將包含光聚合性化合物的組合物暴露于準直光以形成前體-微晶格結構；添加阻燃材料到所述前體-微晶格結構；以及固化所述前體-微晶格結構以形成所述微晶格結構。

阻燃材料的添加可以包括在聚合物上形成包括阻燃材料的涂層。

阻燃材料的添加可以在前體-微晶格結構的固化之后進行。

根據上述實施例中的任一實施例，涂層的阻燃材料可以包括選自金屬、陶瓷、硅、硅酮、二氧化硅、納米粘土、納米顆粒、納米纖維以及它們的混合物的材料。

根據上述實施例中的任一實施例，阻燃材料包括光聚合性官能團，并且暴露所述組合物使阻燃材料與光聚合性化合物共聚合。

根據上述實施例中的任一實施例，所述組合物的暴露使光聚合性化合物聚合形成聚合物。

根據上述實施例中的任一實施例，所述前體-微晶格結構的固化可以在阻燃材料和聚合物之間形成化學鍵。

根據上述實施例中的任一實施例，所述化學鍵可以通過聚合物的第一非光聚合性官能團和鍵結于阻燃材料的第二非光聚合性官能團的反應而形成。

根據上述實施例中的任一實施例，所述前體-微晶格結構的固化可以包括熱固化或濕固化。

根據上述實施例中的任一實施例的阻燃材料的光聚合性官能團可以選自硫醇基、烯基、炔基、丙烯酸酯基、環氧基以及甲基丙烯酸酯基。

根據上述實施例中的任一實施例的阻燃材料可以選自磷酸鹽、膦酸鹽、亞磷酸鹽以及它們的混合物。

以所述組合物的總重量計，根據上述實施例中的任一實施例的阻燃材料在所述組合物中的含量可以是1至33wt％。

根據上述實施例中的任一實施例的阻燃材料可以包含顆粒，所述顆粒包含選自三水合氧化鋁、聚磷酸銨、紅磷、有機亞磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、硼酸鹽、可膨脹石墨、磷基低聚物以及它們的混合物的材料。

根據上述實施例中的任一實施例，光聚合性化合物可以包括光聚合性官能團和第一非光聚合性官能團，可以鍵結于阻燃材料的第二非光聚合性官能團，并且第一非光聚合性官能團和第二非光聚合性官能團可以適于在固化時相互反應。

根據上述實施例中的任一實施例，所述第一非光聚合性官能團選自異氰酸酯基、羥基、胺基、羧酸基、環氧基、硅烷基醚以及它們的組合，并且所述第二非光聚合性官能團選自異氰酸酯基、羥基、胺基、羧酸基、環氧基以及它們的組合。

根據上述實施例中的任一實施例，光聚合性化合物可以包括：包含不飽和碳-碳鍵的第一化合物；和包含末端硫醇基的第二化合物。