[发明专利]含磷阻燃剂

说明书

领域

本发明涉及尤其用于，但不限于用于玻璃填充的聚酰胺树脂的含磷阻燃剂。

背景

随着现在和将来对于电气组件的市场需求倾向于具有改进的电气和机械性能的更轻重量塑性部件，在用于电子应用的工程塑料的应用中存在显著的增长。目前，聚酰胺是用于电子及其它应用的主导的工程热塑性塑料，特别是当用玻璃填料增强以提高它们的结构和冲击强度和刚度时。

一般而言，聚酰胺表现为在长期经历加工温度和剪切后是较热稳定的。然而，在暴露到火焰中后，它们相当容易地燃烧，其中燃烧性的特征在于燃烧树脂的滴落行为。因此对阻燃聚酰胺，特别是阻燃玻璃填充的聚酰胺存在显著且提高的要求。同样，还要求它们的聚酯树脂近似物(通常玻璃增强的)，其中树脂的选择取决于若干因素例如成本和机械性能之间的平衡。

用于热塑性材料和聚氨酯泡沫的主要类别的阻燃剂之一是有机磷化合物(通常磷酸酯和膦酸酯)。它们可以是未卤化的或可以包括磷-卤素化合物和磷化合物与卤化阻燃剂，通常溴化阻燃剂的共混物。

一般而言，有机磷化合物经由缩聚相反应、聚合物碳化促进和成焦作用的组合提供阻燃活性。这些方法显然取决于此类添加剂归属的聚合物。因此，特定的含磷结构需要为各种聚合物类型进行设计。

例如，美国专利号3,681,281公开了成形结构，其包含聚酯，占所述聚酯的至少1重量％的氧化叔膦和占所述氧化叔膦的大约10-大约50重量％的选自三苯基蜜胺、苯偶酰和联苄的协同剂。在举例的氧化叔膦当中的是氧化苯二甲基双-二苯膦。

在标题为″Phosphorus based additives for flame retardant polyester.1.Low molecular weight additives″的文章，Industrial & Engineering Chemistry Product Research and Development，(1982)，21(2)，328-31页中，Robert W Stackman评价了作为聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸1，4-丁二醇酯)的阻燃剂的各种含磷有机化合物(包括氧化苯二甲基双-二苯膦)。所述评价包括通过非标准的底部燃烧、氧指数法测定的所述添加剂对预形成的聚合物的熔体稳定性的影响以及对膜的燃烧性的影响。这些共混物的氧指数值是所述共混物的磷含量的函数。所述磷化合物作为阻燃剂的效率随着磷结构的性质改变而改变，具有顺序R₃PO＞R(R′O)₂PO＞(R′O)₃PO。聚合物添加剂据报道为是有吸引力的添加剂，获得高程度阻燃性与共混时微小程度的性能降低的组合(甚至在占共混物的＜20重量％时)。

其它有机磷化合物也被提出用作聚酰胺的阻燃剂。例如，标题为″Improved Nylon″的Research Disclosure 168051(1978年4月公开)描述了如下制备的阻燃尼龙纤维：用8-10％对苯二甲基双(氧化二苯膦)阻燃剂涂覆双(4-氨基环己基)甲烷-十二烷二酸共聚物的薄片并使用装备有均化用在线混合器的螺杆熔炉将纱线纺丝以将熔融聚合物供给制备34-纤丝纱线的单元。将所述熔融聚合物加热到300-10度并且维持时间是大约15min.。在热管上拉伸所述纱线2.3倍以产生100-旦尼尔纱线。

另外，美国专利号4,341,696公开了通过组合了有效量的具有以下式的三-(3-羟烷基)氧化膦而被赋予阻燃性的玻璃填充的热塑性聚酰胺聚合物：

其中R₁和R₃是选自氢、苯基和含1-4个碳原子的烷基的任何基团和R₂是选自氢、苯基和含2-4个碳原子的烷基的任何基团，条件是当R₁和R₃是氢基时，R₂是含2-4个碳原子的烷基或苯基。

美国专利号7,332,534公开了用于热塑性和热固性聚合物(包括聚酯和聚酰胺)的阻燃配方，该配方含有90-99.9重量％的以下式的亚膦酸盐：

和/或以下式的二亚膦酸盐

和/或它们的聚合物，作为阻燃组分A