[发明专利]通过包含氧化镁的聚合物混配物的原位水合制得的氢氧化镁类阻燃组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年10月30日提交的题目为“Magnesium Hydroxide-Based Flame Retardant Compositions Made via In-Situ Hydration of Polymer Compounds Comprising Magnesium Oxide”的美国临时专利申请 60/863,502的权益，该临时专利申请并入本文作为参考。

发明领域

本发明一般性地涉及阻燃聚合物，更具体地涉及含有氢氧化镁作为阻 燃剂的这类聚合物。

发明背景

金属水合物如氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(Mg(OH)₂)是许多聚烯烃系统 的有效阻燃剂。然而，这些金属水合物由于储存期限和加工问题在许多体 系中不能使用。例如，由于它们吸收环境中的水，在结构中具有羟基，以 及在加工时部分脱水，因此它们的储存期限有限且在可湿交联的树脂中可 能引起焦化(scorch)问题。另外，含有金属水合物的聚合物混配物(热塑性的， 过氧化物可交联的，和可湿交联的)必须在低于金属水合物的脱水温度的温 度下进行混配和挤出，以避免这些阻燃剂的活性丧失以及避免因金属水合 物的脱水引起的不希望的发泡。需要制备聚合物混配物的方法，该聚合物 用金属水合物阻燃，但没有因储存不稳定性、挤出物焦化、不希望的脱水 和加工温度局限性所引起的上述限制。

发明简述

混入聚合物中的氧化镁(MgO)可以随后在聚合物内原位水合形成氢氧 化镁。在硅烷类或过氧化物类可交联树脂的情形中，可以在单个处理步骤 或在连续的处理步骤中进行MgO的水合和聚合物的交联。在非-可交联混配 物的情形中，水合可以在混配(无交联步骤)之后进行。该方法能够制备用金 属水合物阻燃的聚合物混配物，但没有因金属水合物造成的储存不稳定性、 挤出物焦化、不希望的脱水和加工温度局限性所带来的常规限制。

在一种实施方式中，本发明是制备阻燃组合物的方法。所述方法包括 将一种或多种聚合物和基于所述聚合物重量至少约10wt％的氧化镁熔融混 配；随后将所述组合物内的至少约50％的氧化镁水合为氢氧化镁。

本发明的另一实施方式是制备可湿固化的阻燃组合物。所述方法包括 将一种或多种聚合物和基于所述聚合物重量至少约10wt％的氧化镁熔融混 配，其中所述聚合物包括硅烷官能团；随后将所述组合物内的至少约50％ 的氧化镁水合为氢氧化镁。

在又一实施方式中，本发明是制备湿固化的组合物的中间体。所述中 间体包括：至少一种包含可湿固化的硅烷官能团的聚合物，和基于所述聚 合物重量至少约10wt％的氧化镁。

附图说明

图1A是显示在90℃的水浴中氧化镁到氢氧化镁的百分转化率随时间 变化的线图。

图1B是显示在90℃的水浴中百分凝胶含量(percentage gel content)随时 间变化的线图。

图2是氧化镁粉末的TGA残留重量百分数的线图。

图3是显示包含氢氧化镁或氧化镁的配制物的极限拉伸强度和断裂伸 长率的条形图。

图4是显示90℃的水浴中百分凝胶含量随时间变化的散点图(scatter plot)和在90℃的水浴中氧化镁到氢氧化镁的百分转化率随时间变化的线 图。

图5是显示百分可提取率(percentage extractable)经时的条形图。

图6是显示百分可提取率经时的条形图。

图7是氧化镁到氢氧化镁的百分转化率随水合条件变化的条形图。

图8是显示百分凝胶含量随水合条件变化的条形图。

发明详述