[发明专利]阻燃热塑性组合物、其制备方法以及包含其的制品

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃热塑性组合物，特别是涉及阻燃热塑性聚酯组合物以及包含该组合物的制品，例如，阻燃电子零件。

背景技术

玻璃增强或未增强的热塑性聚酯尤其用于制造例如接头、框架、移动部件、变换器、微电机的电子部件。这些应用的大部分需要阻燃性，并且该阻燃性通常由基于含溴阻燃剂与作为增效剂的三氧化锑相结合的阻燃体系提供。但是一旦需要高的对比电弧径迹指数(CTI)这种类型的阻燃体系就有了局限性，在这种情况下，优选无卤阻燃体系。使用无卤体系的另一个原因是在一些应用和地理区域内法律限制使用含卤产品。然而，无卤体系难以应用，因为其对聚合物物理性质有很多不良影响。

经常被工程热塑性塑料考虑的无卤阻燃剂是基于磷和/或氮的。然而不幸的是，迄今为止已知的阻燃组合物还没有提供出在充分改善的阻燃性的同时仍保持适宜水平的各种物理性质，例如抗冲强度和热变形。提高某种阻燃剂水平超过特定水平已显示导致阻燃剂从聚合物基质中渗出，这导致在注射成型操作和最终注射成型部件中出现物理的和美观性的问题。

鉴于上述内容，我们需要的是用于热塑性组合物的阻燃剂，其具有改善的阻燃性的同时避免了上述的问题。

发明内容

在这里已经意外地发现，两种不同的磷(P)源和来自含氮化合物的氮(N)源的组合在热塑性聚合物中显著地提供更有效的阻燃效率，伴随对树脂熔体流动性质，抗冲性质和热变形温度(HDT)的不良影响极微，所述热塑性聚合物是例如，热塑性聚酯，优选玻璃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本发明的目的在于阻燃添加剂组合物，其包括：

(a)至少一种芳香族二磷酸酯；

(b)至少一种金属膦酸酯盐；和

(c)至少一种富氮化合物。

进一步，本发明的目的还在于电子零件，其包括：热塑性聚合物、玻璃纤维和阻燃添加剂组合物，该组合物包括芳香族二磷酸酯、甲基膦酸甲酯铝盐和三聚氰胺盐。

更进一步，本发明的目的在于制备阻燃制品的方法，该方法包括将热塑性聚合物、任选的固体填料和上述阻燃添加剂组合物共混。

发明详细说明

本发明的目的在于阻燃添加剂组合物，其包含一种独特的、意想不到的磷化合物和含氮化合物的组合。该阻燃添加剂组合物可在增强型或未增强型热塑性聚合物中使用，提供阻燃性的同时保持适宜的抗冲强度和HDT性能。

在一个实施方式中，芳香族二磷酸酯为至少一种芳香族二磷酸酯。此处的另一实施方式中，芳香族二磷酸酯可以为在欧洲专利号EP0936243B1中描述的任何芳香族二磷酸酯，例如间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(来自ICL-IP的Fyrolflex RDP)和双酚A双(二苯基磷酸酯)(来自ICL-IP的Fyrolflex BDP)，该专利的整个内容以引入的方式合并到本文中。更进一步，芳香族二磷酸酯可包括至少两种上述芳香族二磷酸酯的共混物。

优选地，芳香族二磷酸酯是至少一种芳香族二磷酸酯或由通式(I)表示的芳香族磷酸酯的共混物：

其中R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地为芳基或烷芳基，优选为含有至多约12个碳原子的芳基或烷芳基，n具有从约1.0到约2.0的平均值，且X是亚芳基，例如间苯二酚，对苯二酚，4，4’-联苯二酚，双酚A，双酚S，双酚F等等。

本发明的一方面，通式(I)范围内的磷酸酯是易流动粉末，其中n具有约1.0到约1.1的平均值，且X是对苯二酚。通常，但不限于此，应用于式Ⅰ磷酸酯的“易流动粉末”具有约10μm到约80μm的平均粒子尺寸。当这些易流动粉末与热塑性聚合物配合时，避免了各种各样的操作问题并且赋予了热塑性组合物以改善的物理特性，例如树脂流，UV稳定性，更强的水解稳定性和更高的热变形温度(HDT)。

一般，本发明的对苯二酚二磷酸酯是通过在催化剂的存在下二芳基卤代磷酸酯与对苯二酚反应制备得到的。在本发明的一个优选实施方式中，在MgCl₂的存在下，氯磷酸二苯酯(DPCP)与对苯二酚反应制备对苯二酚双-(二苯基磷酸酯)。根据本发明，由这个过程制备得到的通式(I)范围内的对苯二酚双(二苯基磷酸酯)将有约1.1或更低的平均n值。

在此使用的金属膦酸酯盐(b)可以是任何的金属膦酸酯盐例如，甲基膦酸甲酯铝盐(AMMP)由以下通式表示：