[发明专利]阻燃剂聚烯烃组合物

说明书

本发明涉及一种阻燃剂聚烯烃组合物，一种改进聚烯烃的阻燃性的方法，以及可以用于提高聚烯烃的阻燃性的母料。

燃烧大多数完全是气相现象。因此，为了使固体燃烧，必须汽化。在聚合化合物的情况下，这意味着它们必须被分解，从而产生气态或液态的低分子量化合物。这些产物然后可以用做燃料，引起进一步的分解。

通常将阻燃剂加入聚合物中以干扰此循环。例如，认为溴化阻燃剂离解成能与燃烧过程中的链增长和支化步骤竞争的自由基物质(A.G.Marck，“Flame retardants，halogenated”，Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，第11卷第455-456页，2004年9月17日公开)。

聚合物的可燃性通常是根据Underwriters实验室UL安全标准检测的。这种UL94实验使用小火焰检测塑料的点燃性。根据此实验，具有限定尺寸的实验样品按照垂直方式安装并使用Bunsen燃烧器点燃。将一层棉放在实验样品之下以检测火焰滴流。火焰施加10秒。简单地说，如果在施加火焰之后没有样品燃烧比10秒更长的时间且棉不能被点燃，则获得V-0评级；如果没有样品燃烧比30秒更长的时间且棉不能被点燃，则获得V-1评级；以及如果没有样品燃烧比30秒更长的时间且棉能被点燃，则获得V-2评级。

溴化的有机化合物通常与协同剂共混，例如Sb₂O₃或硼酸锌，从而进一步降低可燃性，进而获得更好的UL94评级。

但是，不希望使用大量的这些协同剂，这是因为它们通常是白色的，而且高负荷的协同剂会使最终产物的着色更复杂。

为了降低协同剂的量，已经知道加入自由基引发剂，例如有机过氧化物或C-C引发剂。

例如GB2,085,898公开了一种含有聚烯烃、作为阻燃剂的芳族溴代烃(更尤其是十溴化二苯醚)、作为协同剂的Sb₂O₃以及C-C引发剂的组合物。用此文件中公开的样品没有获得V-0评级。

在EP 0200217和0154946中公开的组合物含有聚丙烯、作为阻燃剂的醚胺溴水合物以及2，5-二苯基-2，3-二甲基丁烷(C-C引发剂)和/或协同剂例如Sb₂O₃。仅能用非常大量的氧化锑(10重量％)获得V-0评级。

GB 1,270,318公开了聚丙烯组合物，其含有阻燃剂1，2，4，6，7，9，10-六溴环十二烷、协同剂Sb₂O₃以及链烷多元醇(例如季戊四醇)和作为C-C引发剂的二枯基化合物。在此文件中没有公开这些组合物的阻燃性程度。

US 3,850,882公开了聚丙烯组合物，其含有作为阻燃剂的五溴甲苯或六溴联苯、作为C-C引发剂的二枯基化合物以及作为协同剂的氧化锡或Sb₂O₃。

EP 1239005公开了一种组合物，其含有聚烯烃、三(三溴新戊基)磷酸酯以及自由基源物质。但是，仅仅当组合物另外含有大量(至少约4pbw)的Sb₂O₃时才达到V-0评级。

现在发现当使用不同的阻燃剂、即异氰脲酸三(二溴丙基)酯时，能用显著更低量的协同剂达到V-0评级。此外，为了获得足够的阻燃性，甚至不需要协同剂。

本发明的组合物含有至少一种聚烯烃、异氰脲酸三(二溴丙基)酯以及0.05-2phr(phr＝每百份树脂)的至少一种自由基引发剂，所述引发剂是选自有机过氧化物、C-C引发剂和N-N引发剂。

合适的聚烯烃的例子包括从以下的一种或多种单体获得的均聚物和共聚物：丙烯，乙烯，丁烯，异丁烯，戊烯，己烯，庚烯，辛烯，2-甲基丙烯，2-甲基丁烯，4-甲基戊烯，4-甲基己烯，5-甲基己烯，双环(2，2，1)-2-庚烯，丁二烯，戊二烯，己二烯，异戊二烯，2，3-二甲基丁二烯，3，1-甲基戊二烯，1，3，4-乙烯基环己烯，乙烯基环己烯，环戊二烯，苯乙烯，以及甲基苯乙烯。优选的聚烯烃是聚丙烯和聚乙烯，包括无规立构、等同立构和间同立构的聚丙烯，低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯，乙烯和丙烯的嵌段共聚物，以及乙烯和丙烯的无规共聚物。最优选的聚烯烃是聚丙烯。此组合物可以含有仅仅一种均聚物或共聚物，但是也可以含有均聚物共混物、共聚物共混物以及均聚物-共聚物共混物。聚烯烃可以是模塑级、纤维级、薄膜级或挤出级的。