[发明专利]无喷霜的阻燃热塑性组合物

说明书

本发明涉及无喷霜的阻燃热塑性组合物并且特别涉及包含含磷阴离子和硼酸盐化合物的阻燃热塑性组合物。

当添加剂在聚合物中的溶解度在加工温度下比在环境温度下高时将发生喷霜。从而在冷却期间一部分添加剂从聚合物中分析出，在某些情况下，将迁移到聚合物的表面。

喷霜问题通常通过如下解决：选择不同的添加剂或聚合物组合物，使得添加剂在环境温度下完全溶解，或减小通常与添加另一种添加剂组合的添加剂的量，由此使两种添加剂的浓度降低，在环境温度下完全溶解于聚合物组合物中。

硼酸盐(特别是硼酸锌)的使用，特别是在无卤阻燃聚合物组合物中的使用已变得越来越受欢迎。但是，已发现包含硼酸盐和含磷阴离子组分的聚合物组合物特别易于喷霜。

通常，喷霜问题通过减少或替换阻燃添加剂来解决。但是，这种解决方法可能导致聚合物组合物的阻燃性降低和/或使机械性能显著恶化。

因此，本发明的一个目的是提供一种能使硼酸盐化合物加入组合物而不出现喷霜的阻燃聚合物组合物。

在本发明的范围内，该目的通过提供一种如下的阻燃热塑性组合物而实现，所述阻燃热塑性组合物包含：

(A)热塑性聚合物组合物；

(B)含有含磷阴离子的阻燃剂；

(C)硼酸盐；和

(D)吸酸剂。

令人惊讶地，添加吸酸剂(D)能够减少或甚至消除阻燃组分或其衍生物从总的聚合物组分中喷霜。

通过外观检查进行喷霜的检测，其中在聚合物的表面观察到小的颗粒物质。同时，为了本发明的目的，喷霜的水平和程度可能改变，当用肉眼检测到任何水平或程度的喷霜可视检测时表明存在喷霜。

组分D

为了本发明的目的，吸酸剂是中和酸或结合酸的化合物，从而防止酸与组合物中的其他组分反应。

吸酸剂包括布朗斯台德碱和/或能与无机酸形成酯的化合物。布朗斯台德碱是接受氢离子(H⁺)的碱，包括中性碱(例如NH₃、NH₂OH)、阴离子碱(例如H₂PO₄^2-)和阳离子碱(例如[Al(H₂O)₅OH]²⁺)。

合适的酸受体的例子包括诸如吡啶、三乙胺、二甲基苯胺的有机化合物。无机酸受体的例子是碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、无机弱碱(包含弱酸)和强碱、有机氢氧化物、脂族胺、芳族胺、三嗪衍生物(诸如，蜜胺或蜜白胺)、水滑石、碳酸盐、重碳酸盐、锡酸盐、硬脂酸盐和离子交换介质(诸如粘土和沸石)。能与无机酸形成酯的化合物包括氧杂环丙烷、氧杂环丁烷、硫杂丙环、碳酸酯和环硫化物。优选地，所述吸酸剂是布朗斯台德碱。优选的布朗斯台德碱包括蜜胺、滑块石(也被称为水滑石)和碳酸盐(例如碳酸钙或碳酸镁)。更优选地使用蜜胺或水滑石，最优选地使用蜜胺作吸酸剂。

吸酸当量(ASE)被定义为：理论上(或者通过实验测定)可由1kg吸酸剂除去的酸的摩尔数。将会认识的是：由于动力学和热力学影响阻碍吸酸剂上所有可用官能团与所有存在的酸物质完全反应，没有经验分析ASE只是理论值。因此，使用凭经验得到的ASE值是优选的。就此而言，理论测定的值可用作测定经验ASE值的实验的起点。要理解的是：对于具体的聚合物在来说经验测定的ASE值与理论测定值相比可能数量级不同。通过选择具有低分子量和能结合或中和酸的大量官能团的吸酸剂来实现高的ASE。

优选地，吸酸剂的吸酸当量为：每kg吸酸剂清除至少0.5、优选地为至少1.5、更优选地为至少3、更优选地为至少5、更优选地为至少10、甚至更优选为至少15、最优选为至少20摩尔的酸。吸酸剂的吸酸当量越高，防止喷霜所需的吸酸剂的量越少。因此，由吸酸剂引起的对组合物功能性能的不利影响的风险越低。

为了本发明的目的，吸酸官能团是化合物内能中和/或结合酸的特定化学基团。吸酸剂可以有一个或更多个吸酸官能团。

喷霜是一个复杂的现象，其取决于多种组成和环境因素，最好通过常规试验和实验得到吸酸剂的最佳用量，其中逐渐增大吸酸剂比例，聚合物组合物在标准条件下加工并冷却直到喷霜按要求减小或消除。当由于吸酸剂的本质(例如纳米级粘土或沸石型材料)，吸酸剂的分子量或吸酸官能团的数量不能从理论基础确定时，这种技术是特别优选的。