[发明专利]用于热塑性模塑化合物的阻燃剂组合物

说明书

本发明涉及不含卤素阻燃剂组合物以及包含根据本发明的组合物的聚合物。

含卤素阻燃剂，至少与三氧化锑结合的含卤素阻燃剂，常在塑料中用作阻燃剂，具体是用在热塑性模塑化合物中。公认地，在火灾的情况下该阻燃剂提供了良好的效果，但是燃烧时形成并释放出腐蚀性物质，有时还有有毒物质，例如二噁英和呋喃。

为了防止这些有毒物质的出现，因此发展了不含卤素的阻燃剂，所述不含卤素的阻燃剂是建立在具有协同作用物质或者1，3，5-三嗪化合物及其混合物的金属氢氧化物、有机或者无机磷酸盐、亚膦酸盐或者膦酸盐的基础上。然而，这些阻燃剂的一个缺点在于它们通常仅提供低水平的阻燃作用且不能或者仅能有条件地用于塑料的应用中，具体是电气领域和电子领域中的热塑性材料和弹性体，因为一些含磷阻燃剂能对导电率具有影响，从而改变了例如用具有阻燃剂塑料套住的电缆或者包含具有阻燃剂的热塑性材料的电气部件的性质。此外，所述阻燃剂还会导致塑料机械性质的损伤。一些在其他方面良好的阻燃剂也不适合与含填充物的塑料使用。

因此，本发明的目的是提供阻燃剂组合物，所述阻燃剂组合物可以很好地与各种塑料结合，与聚合物基质良好地相容，具有良好的阻燃作用而不显著地对塑料的机械和电子特性造成负面影响。

根据本发明，通过不含卤素阻燃剂组合物来达到该目的，所述不含卤素阻燃剂组合物包含

至少一种组分（a），所述组分（a）选自：氮碱、三聚氰胺衍生物、磷酸盐、焦磷酸盐、聚磷酸盐、有机和无机亚膦酸盐、有机和无机膦酸盐和前述化合物的衍生物，以及

至少一种组分（b），所述组分（b）选自：可以通过含磷单体相互反应和/或含磷单体与酯形成单体反应得到的含磷聚合物，其中所述含磷单体选自：9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂-菲-10-氧化物(DOPO)和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂-菲-10-氧化物的环取代衍生物与不饱和化合物的加成产物，所述不饱和化合物选自：单价羧酸和多价羧酸及其酐、单价醇和多价醇及其羟基羧酸，其中所述酯形成单体选自：饱和与不饱和、单价与多价醇或者其混合物，饱和与不饱和羧酸酐以及饱和与不饱和、单价与多价羧酸。

9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂-菲-10-氧化物(DOPO)及其聚合衍生物在给定的聚酯中是公认的阻燃剂，但是发现许多塑料在添加了DOPO或其聚合衍生物之后，不再能被加工或者计量且阻塞了用于加工塑料所需的机器。令人惊喜地是，与单独的组分相比较，根据本发明的阻燃剂组合物在多个不同的塑料中具有改善的阻燃作用并可以在这些塑料中进行良好的加工。依靠低水平阻燃剂负荷，具有根据本发明阻燃剂组合物的塑料拥有良好的机械和电子特性。

非常好的阻燃作用令人惊喜地是建立在通过组分b）的基团的形成上，所述组分b）由组分a）的不同阻燃机制协同支持。然而，组分a）和b）的协同作用的确切机理是未知的。组分a）和b）的结合导致了与结合到塑料中的能力相关以及还与阻燃性质相关的有利性质。根据本发明的阻燃剂组合物的另一个优势是以聚合物形式所含的组分b）的低溶解度，从而显著降低了阻燃剂组合物被清洗掉或者迁移离开塑料材料的风险。

优选地，不含卤素的阻燃剂组合物的至少一种组分a）选自：聚磷酸铵、涂覆有三聚氰胺的聚磷酸铵颗粒、三聚氰胺树脂、三聚氰胺衍生物、硅烷、硅氧烷或者聚苯乙烯和/或涂覆并交联的聚苯乙烯、以及1，3，5-三嗪化合物，包括：三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺、2-脲基三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、二氨基苯基三嗪、三聚氰胺盐以及加合物、氰脲酸三聚氰胺酯、硼酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、焦磷酸二（三聚氰胺）和聚磷酸三聚氰胺、低聚与聚合1，3，5-三嗪化合物以及1，3，5-三嗪化合物的多磷酸盐、鸟嘌呤、磷酸哌嗪、多磷酸哌嗪、磷酸乙二胺、季戊四醇、硼磷酸盐、1，3，5-三羟基乙基异氰脲酸酯（1，3，5-triglycidylisocyanaurate）、1，3，5-三缩水甘油基异氰脲酸酯、异氰脲酸三烯丙酯及前述化合物的衍生物。

发现含氮和含磷化合物适合单独和相互结合作为组分a）。

包含组分a）的上述化合物在高温加工塑料材料，如挤出时是稳定的，从而这些组分没有发生显著破坏。发现在该方式下，显著地提升了含根据本发明的阻燃剂的塑料的加工性能并同时保留了阻燃作用。

优选地，组合物中含单一的组分a）。

在另一个实施方式中，含精确地两个或更多组分a）。