[发明专利]含有作为阻燃添加剂的糖和溴化脂肪酸的酯的挤出聚合物泡沫体

说明书

本申请要求2008年10月31日提交的美国临时专利申请61/109,953的优先权。

本发明涉及挤出聚合物泡沫体，例如膨胀苯乙烯类聚合物和共聚物，其含有基于溴化脂肪酸的阻燃剂。

通常将阻燃剂(FR)加入到用于建筑和汽车应用的挤出聚合物泡沫体产品中。FR添加剂的存在使得泡沫体通过各个管辖范围中所要求的标准燃烧测试。各种低分子量(＜～1000g/mol)溴化化合物被用作这些泡沫体产品中的FR添加剂。这些中的许多，例如六溴环十二烷，处于规章和公众压力之下，这可能导致限制它们的使用，因此有动机寻找它们的替代品。

备选的用于挤出聚合物泡沫体的FR添加剂在以合理低的水平掺入泡沫体中时，应当能够允许泡沫体通过标准燃烧测试。由于挤出泡沫体在高温加工，因此重要的是FR添加剂在挤出工艺中使用的温度条件热稳定。对于一些泡沫体，例如聚苯乙烯和苯乙烯共聚物泡沫体，这些温度通常为180℃以上。如果FR添加剂在挤出工艺期间分解，则面临几个问题。这些问题包括：FR试剂的损失以及随之而来的FR性质的损失；和通常是腐蚀性的，并且因此可能对人是危险的，而且对操作设备是有害的分解产物(例如HBr)的生成。FR试剂应当不引起聚合物中所期望的物理性质的显著损失。优选FR添加剂具有低的毒性并且不是高度地可生物利用的。

溴化植物油已经描述在美国专利3,359,220中作为用于珠粒泡沫体应用中的FR添加剂。如美国专利3,359,220中所述，溴化植物油被添加到悬浮聚合工艺中，并且以此方式结合在聚合物粒子中，所述聚合物粒子随后通过与蒸汽接触膨胀。所述聚合物粒子是与桐油共聚的聚苯乙烯。溴化植物油在美国专利3,359,220中被描述为在140-180℃的范围的温度分解。珠粒泡沫体加工不需要高的加工温度，因为聚合和膨胀步骤在仅仅至多约115℃的温度进行。这些步骤在远低于所报道的溴化植物油的分解温度的温度进行，并因此溴化植物油的分解在它们用于聚苯乙烯珠粒泡沫体的应用中的情况下不成问题。

PCT/US2008/070171描述了某些溴化脂肪酸，溴化脂肪酸的酯、酰胺或酯-酰胺，一种或多种溴化脂肪酸的甘油酯，以及聚合的溴化脂肪酸对于聚苯乙烯泡沫体是有用的阻燃剂。

本发明是一种糖和溴化脂肪酸的酯。

本发明还是一种共混物，其包含至少一种可燃性有机聚合物，以及糖和溴化脂肪酸的酯。

本发明在另一方面是对可燃性有机聚合物赋予阻燃性的方法，所述方法包括将所述可燃性有机聚合物与糖和溴化脂肪酸的酯共混。

对于本发明，如果观察到下列标准中的一项或多项，则认为对可燃性有机聚合物赋予了阻燃性。

(1)如根据ASTM D2863的测量，相对于不含糖和溴化脂肪酸的酯的另外相似的组合物，极限氧指数(LOI)增加至少0.5个单位；

(2)根据A.R.Ingram J.Appl.Poly.Sci.1964，8，2485-2495所描述的所谓“FP-7”测试的测量，相对于不含糖和溴化脂肪酸的酯而其它相似的组合物，熄灭所需时间至少减少1(once)秒；或

(3)根据DIN 4102部分1、NF-P 92/501/4/5、SIA 183和EN ISO 11925-2tests中的任一种的测量，相对于不含糖和溴化脂肪酸的酯而其它相似的组合物，“合格”等级，以及火焰高度、火焰熄灭时间和/或燃烧液滴的形成减少。

根据上述标准中的任何一项，对可燃性有机聚合物赋予阻燃性的糖和溴化脂肪酸的酯(在本文中有时简称为“糖/溴化脂肪酸酯”)的量对于本发明被视为“阻燃量”。

本发明的另一个方面是用于制备可燃性聚合物的泡沫体的方法，所述方法包括形成(A)可燃性有机聚合物，(B)阻燃量的至少一种糖和溴化脂肪酸的酯，和(C)发泡剂的加压熔融混合物；和将所述混合物挤出到减压区中，使得所述混合物膨胀并冷却，以形成含有组分(B)的膨胀聚合物。

另一方面，本发明是可燃性有机聚合物和阻燃量的糖和溴化脂肪酸的酯的挤出共混物。

在上述本发明的方面中的任何一个方面中，可燃性有机聚合物优选为苯乙烯类单体的聚合物或共聚物。这样的聚合物的实例包括聚苯乙烯均聚物和苯乙烯的共聚物如苯乙烯-丙烯酸共聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物。