[发明专利]无卤素的阻燃剂

说明书

技术领域

本发明涉及用来加入聚合物基质的无卤素阻燃剂和包含本发明阻燃剂的 聚合物，特别是热塑性弹性体。

背景技术

包括热塑性弹性体在内的热塑性聚合物用于许多领域，例如电学和电 子学领域、建造领域、建筑领域、汽车制造领域和公共运输工具领域。它 们具有有利的机械性质和良好的可加工性及化学稳定性。一种可能使这种 聚合物耐火的方法是加入含有三氧化锑的含卤素阻燃剂。另一种可能的方 法是与具有协同活性的物质如碳源以及发泡剂一起加入无卤素物质，如金 属氢氧化物，有机或无机磷酸盐或膦酸盐，例如多磷酸铵。

无卤素的阻燃剂受到越来越高的重视，因为与包含氯化或溴化有机化 合物的阻燃剂相比，它们在着火时产生的烟更少，而且通常被归入环保型 产品。在阻火物质中，磷酸、焦磷酸和多磷酸的衍生物主要用于无卤素阻 燃剂。前述物质的铵和蜜胺衍生物以及磷酸哌嗪和磷酸乙二胺具有以下性 质：当将其加入模塑组合物时，它们在高温下将膨胀成体积变大的保护层， 从而起到对抗热源的绝热层的作用。这种性能通过具有协同活性的物质可 进一步强化。与含卤素阻燃剂的作用模式不同，无卤素阻燃剂胀开(也就是 所谓的膨胀)时，不会产生大量的烟。

在聚烯烃中使用前述阻燃剂往往无法提供充分的保护，而且必须加入 具有协同活性的物质如碳源以及发泡剂。为保证此种阻燃剂组合物充分有 效，必须在聚合物中加入很高比例的阻燃剂，但这会特别导致改变聚合物 的机械和电学性质。

原来特别有效的阻燃剂包括多磷酸铵与胺的混合物，例如与蜜胺化合 物和/或季戊四醇的混合物。其他为人熟知的膨胀型混合物基于多磷酸铵与 THEIC(1，3，5-三羟乙基异氰脲酸)的组合。

然而，这些混合物的缺陷在于，即使将它们加入聚合物之后，它们也 表现出很高的水溶性，所以它们会部分溶出，结果其效力无法实现。而且， 它们的分解温度低，所以在由受其保护的聚合物模制塑料制品时，阻燃添 加剂已经在一定程度上发生分解。此外，虽然这些混合物的效果得到改进， 但它们必须以高浓度用于聚合物中，这导致聚合物的可加工性和柔韧性下 降。

发明目的

基于上述背景，本发明的目的是提供一种无卤素的阻燃剂，它与现有 技术相比具有改进的阻燃作用，可以较小浓度用于聚合物材料但同时具有 良好的阻燃作用，具有低水溶性，与已知阻燃剂相比仅在较高温度、优选 高于聚合物的加工温度时分解。本发明的另一个目的是提供一种聚合物材 料，特别是具有热塑性和弹性的聚合物材料，所述材料具有良好的材料性 质、良好的阻燃性，同时具有良好的耐水性。

发明内容

根据本发明，通过至少包含以下组分A、B和C以及任选组分D的无 卤素阻燃剂解决了前述问题：

A：多磷酸铵和/或其衍生物

B：具有以下通式的1，3，5-三嗪的低聚或聚合衍生物或其中几种的混合 物

其中：

X是吗啉残基、哌啶残基或由哌嗪衍生的基团，

Y是由哌嗪衍生的二价基团，

N是大于1的整数，

C：选自以下的化合物：磷酸二氢锌、硼酸锌、磷酸三锌、焦磷酸锌、 多磷酸锌、羟基锡酸锌(zinc hydroxystannate)、锡酸锌、磷酸硼、磷 酸二氢铝、磷酸三铝、偏磷酸铝、或它们的其混合物，

D：预缩合的蜜胺衍生物、蜜胺盐和加合物、磷酸乙二胺、磷酸哌嗪、 多磷酸哌嗪、异氰脲酸1，3，5-三羟乙酯、异氰脲酸1，3，5-三缩水甘油 酯、异氰脲酸三烯丙酯，

其中组分A与组分B的重量比为10∶1至1∶1，组分A与组分B一起占 组分A、B、C和D的总重量的60重量％-99重量％，组分C和D一起占 所述总重量的1重量％-40重量％。

此外，通过包含5重量％-60重量％、优选10重量％-40重量％的本发 明阻燃剂的聚合物、特别是热塑性弹性体也解决了前述问题。

组分A既包括经涂布的、也包括未经涂布的多磷酸铵和/或其衍生物。