[發明專利]含磷的阻燃劑

有效

• 申請號: 201580049260.0
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN106715562B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: L·D·廷伯萊克;M·V·漢森;N·蘇布拉馬尼亞姆;W·R·菲爾丁;M·S·伯奇
• 申請（專利權）人: 朗盛解決方案美國公司
• 主分類號: C08K5/5313
• 分類號: C08K5/5313;C08K7/14;C08L77/06;C08L71/12;C08L77/00;C08L25/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 寧家成

一種阻燃樹脂組合物包含基礎樹脂，例如聚酰胺樹脂，和芳族有機磷低聚物或聚合物。

本發明涉及尤其、但不限于用于玻璃填充的聚酰胺樹脂的含磷阻燃劑。

背景

隨著對于電氣部件的現在和將來的市場需求傾向于具有改進的電氣和機械性能的更輕重量塑料零件，在用于電子應用的工程塑料的使用上存在顯著的增長。目前，聚酰胺是用于電子及其他應用的占主導的工程熱塑性塑料，尤其是當用玻璃填料增強以提高它們的結構和沖擊強度和剛度時。

聚酰胺通常特征為在長時間暴露于加工溫度和剪切時相對熱穩定。然而，當暴露于火焰時，它們相當容易地燃燒，其中可燃性的特征在于燃燒樹脂的滴落行為。因此，對于阻燃聚酰胺并且尤其是阻燃玻璃填充的聚酰胺存在大量且日益增長的需求。同樣，還存在對它們的聚酯樹脂同類物(典型地是玻璃增強的)的需求，其中樹脂的選擇取決于若干因素，例如成本與機械特性性能之間的平衡。

用于熱塑性塑料和聚氨酯泡沫的阻燃劑的主要類型之一是有機磷化合物(典型地是磷酸鹽和膦酸鹽)。這些可以是非鹵化的或可以包括磷-鹵素化合物以及磷化合物與鹵化的阻燃劑(典型地為溴化的阻燃劑)的共混物。

通常，有機磷化合物通過凝相反應、氣相反應、聚合物碳化促進和/或成焦的組合提供阻燃活性。這些方法顯然取決于此類添加劑存在于其中的聚合物。因此，需要為各種聚合物類型設計特定的含磷結構。

例如，美國專利號3,681,281披露了一種成形的結構，該結構包含聚酯、該聚酯的至少1重量百分比的叔膦氧化物和該叔膦氧化物的從10至50重量百分比的增效劑，該增效劑選自由三苯基三聚氰胺、苯偶酰和二芐基組成的組。在叔膦氧化物中，示例的是亞二甲苯基雙-二苯基膦氧化物。

在標題為“用于阻燃聚酯的基于磷的添加劑.1.低分子量添加劑(Phosphorusbased additives for flame retardant polyester.1.Low molecular weightadditives)”的文章(工業和工程化學產品研究與開發(Industrial&EngineeringChemistry Product Research and Development)(1982)，21(2)，第328-31頁)中，RobertW Stackman評價了各種含磷有機化合物，包括亞二甲苯基雙-二苯基膦氧化物，作為用于聚(對苯二甲酸乙二酯)和聚(對苯二甲酸1,4-丁二酯)的阻燃劑。該評價包括添加劑對預成型聚合物的熔體穩定性的影響以及對膜的可燃性的影響，如通過非標準底部燃燒、氧指數法測定的。這些共混物的氧指數值是該共混物的磷含量的函數。作為阻燃劑的磷化合物的效率隨著磷結構的性質改變而改變，其中順序為R₃PO>R(R’O)₂PO>(R’O)₃PO。聚合物添加劑被報道為有吸引力的添加劑，即使在占共混物的<20wt％下，給予高度阻燃性結合共混時微小程度的特性劣化的組合。

其他有機磷化合物也已被建議用作聚酰胺的阻燃劑。例如，標題為“改進的尼龍(Improved Nylon)”的研究披露(Research Disclosure)168051(1978年4月公開)描述了一種通過以下方式制備的耐火尼龍纖維：用8％-10％的對亞二甲苯基雙(二苯基膦氧化物)阻燃劑涂覆雙(4-氨基環己基)甲烷-十二烷二酸共聚物的薄片并使用裝備有均化在線混合器以將熔融聚合物供給用于產生34根長絲紗線的單元的螺桿熔化器紡紗。將該熔融聚合物加熱至300-310°，并且保持時間為約15分鐘。在熱管上拉伸該紗線2.3倍以產生100-旦尼爾紗線。

此外，美國專利號4,341,696披露了一種玻璃填充的熱塑性聚酰胺聚合物，其通過組合了有效量的具有以下式的三-(3-羥烷基)膦氧化物而被賦予阻燃性：