[发明专利]阻燃聚合物泡沫

说明书

本发明涉及包含至少一种卤代聚合物作为阻燃剂的阻燃聚合物泡沫，其生产方法以及阻燃的可发性苯乙烯聚合物。

向聚合物泡沫提供阻燃剂对于宽范围的应用来说是重要的，实例是由可发性聚苯乙烯(EPS)制成的模塑聚苯乙烯泡沫或挤出的聚苯乙烯泡沫片材(XPS)用于使建筑物绝缘。迄今为止用于均聚苯乙烯和共聚苯乙烯的化合物此时主要是含卤素的有机化合物，尤其是溴化有机化合物。然而，这些低分子量溴化物质中的许多，尤其是六溴环十二烷(HBCD)，为可能对环境和健康引起损害的讨论对象。

为了实现与含卤阻燃剂相同的阻燃效果而必须使用的无卤阻燃剂的量通常显著更高。因此，通常的情形是可以用于热塑性聚合物如聚苯乙烯的含卤阻燃剂不能用于聚合物泡沫，因为它们干扰发泡过程或者影响聚合物泡沫的机械和热性能。此外，大量阻燃剂当经由悬浮聚合生产可发性聚苯乙烯时可能降低悬浮液的稳定性。

WO2007/058736描述了热稳定的溴化丁二烯-苯乙烯共聚物在苯乙烯聚合物和挤出聚苯乙烯泡沫片材(XPS)中作为六溴环十二烷(HBCD)的替代阻燃剂。

JP-A 2007-238926描述了具有高耐热性的热塑性泡沫，其提供有溴化阻燃剂而具有稳定阻燃性，其中这些材料在热解重量分析中的重量损失在270°C以上的温度下为5%。

由于燃烧性能的变化和燃烧测试的变化，通常不可能预测用于热塑性聚合物的阻燃剂将在聚合物泡沫中如何表现。

因此，本发明的目的是提供一种用于聚合物泡沫，尤其是用于可发性聚苯乙烯(EPS)或挤出的聚苯乙烯泡沫片材(XPS)的阻燃剂，其对于发泡过程或机械性能没有任何显著影响，对环境或健康无害并且尤其当少量使用时可以在聚合物泡沫中提供足够阻燃性。该阻燃剂对于在挤出工艺中掺入应具有高热稳定性并且应在悬浮聚合方法中很少对调节剂和引发剂具有影响。

因此，发现了引言中提到的阻燃聚合物泡沫。

优选的实施方案在从属权利要求中给出。

用作阻燃剂的卤代聚合物的平均分子量借助凝胶渗透色谱法(GPC)测定优选为5000-300,000，尤其是30,000-150,000。

该卤代聚合物在热解重量分析(TGA)中的重量损失在250°C或更高，优选270-370°C的温度下为5重量%。

优选的卤代聚合物的溴含量基于卤代聚合物为0-80重量%，优选10-75重量%，并且其氯含量基于卤代聚合物为0-50重量%，优选1-25重量%。

优选作为阻燃剂的卤代聚合物是溴含量为40-80重量%的溴化聚苯乙烯或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。

优选作为阻燃剂的其他卤代聚合物是具有四溴双酚A单元(TBBPA)，例如四溴双酚A二缩水甘油醚化合物(CAS号68928-70-1或135229-48-0)的聚合物。

本发明的阻燃聚合物泡沫通常基于该聚合物泡沫包含0.2-25重量%，优选1-15重量%的卤代聚合物。基于聚合物泡沫为5-10重量%的量确保足够的阻燃性，尤其对于由可发性聚苯乙烯制成的泡沫而言。

该卤代聚合物的有效性仍可通过加入合适的阻燃增效剂而进一步改善，后者的实例是热自由基产生剂过氧化二枯基、过氧化二叔丁基或联枯基(dicumyl)。锌化合物或三氧化锑是合适的阻燃增效剂。此时，除了卤代聚合物外，阻燃增效剂的用量通常为0.05-5重量份。

可以使用其他阻燃剂，实例是蜜胺、蜜胺氰脲酸酯、金属氧化物、金属氢氧化物、磷酸酯、次磷酸酯或可发性石墨。合适的额外无卤阻燃剂可以作为Exolit OP 930，Exolit OP 1312，DOPO，HCA-HQ，M-Ester Cyagard RF-1241，Cyagard RF-1243，Fyrol PMP，AIPi，Melapur200，Melapur MC，APP市购。

该阻燃聚合物泡沫的密度优选为5-200kg/m³，特别优选10-50kg/m³，并且这些泡沫中的闭孔比例优选大于80%，特别优选95-100%。

优选该阻燃聚合物泡沫的聚合物基体由热塑性聚合物或聚合物混合物，尤其是苯乙烯聚合物构成。

本发明的阻燃的可发性苯乙烯聚合物(EPS)和挤出的苯乙烯聚合物泡沫(XPS)可以按如下加工：经由混合而将发泡剂和卤代聚合物掺入聚合物熔体中并随后挤出和在加压下造粒而得到可发性粒料(EPS)，或者经由使用合适形状的模头挤出和减压而得到泡沫片材(XPS)或泡沫线料。