[发明专利]作为阻燃剂的P-N-化合物

说明书

发明描述

本发明涉及芳族P-N-化合物在阻燃剂聚合物组合物中的用途。这些组合物尤其适用于制造基于热塑性聚合物(尤其为聚烯烃均聚物和共聚物)、缩聚物(例如多胺或聚酯)和硬塑性聚合物(例如聚环氧化物)的阻燃剂组合物。

将阻燃剂加入聚合材料(合成的或天然的材料)中以增强聚合物的阻燃性能。取决于其组成，阻燃剂可在固相、液相或气相中以化学方式(例如通过释放氮气而作为起泡剂(spumescent))和/或以物理方式(例如通过产生泡沫覆盖)而起作用。阻燃剂在燃烧过程的特定阶段期间(例如在加热、分解、点火或火焰蔓延期间)进行干扰。

仍需要可用于不同聚合物基材中的具有改进性能的阻燃剂组合物。在安全性和环境要求方面提高的标准使得管理愈加严格。特别是已知的含卤素阻燃剂不再符合所有必需的要求。因此，无卤素阻燃剂，尤其是鉴于其在与火相关的烟密度方面的更好性能而为优选的。改进的热稳定性和由火释出的烟的较小腐蚀行为为无卤素阻燃剂组合物的其他益处。

具有三价磷的磷杂菲酰胺和热塑性聚合物组合物由U.S.4,380,515已知用作热塑性塑料和弹性体的稳定剂，以防止这些基材由氧、光和热的作用所引起的降解。

具有三价磷的磷杂菲酰胺及其在乳液中作为照相显影促进剂的用途也由EP56787已知。

惊人地发现，在将芳族P-N-化合物加入聚合物基材中的情况下，制得具有优异阻燃性能的热塑性或硬塑性聚合物。此外，显著降低在火力应用期间的火焰滴落。

这些组合物具有优异的热稳定性，且因此尤其适合例如用于制造电气与电子部件和装置的工程热塑性塑料和环氧树脂层压物中的应用中。此外，包含本发明化合物的环氧树脂对玻璃化转变温度不显示或仅显示较小的负面影响，这被认为尤其有利于其在用于制造印刷电路板的环氧树脂层压物中的使用。通过在热塑性和硬塑性树脂中使用本发明的阻燃添加剂，可大大地降低或替换常规含卤素阻燃剂和卤化环氧树脂、锑化合物和无机填料。

本发明涉及具有下式的P-N-化合物在聚合物中诱生阻燃性中的用途：

其中

n表示0或1；

X表示氧或硫；

表示氧或位于磷与苯基之间的直接键；

位于苯基之间的虚线表示与相邻的直接键，条件为表示氧；

R表示氢或选自C₁-C₄烷基、C₅-C₆环烷基、(C₁-C₄烷基)_1-2C₅-C₆环烷基、C₆-C₁₄芳基和C₇-C₁₅烷基芳基的烃基；或表示具有以下部分式的基团：

其中

n表示0或1；

X表示氧或硫；

表示氧或位于磷与苯基之间的直接键；

位于苯基之间的虚线表示与相邻的直接键，条件为表示氧；

A表示C₂-C₆亚烷基、选自如下的二价碳环基：1,2-亚苯基、1,3-亚苯基或1,4-亚苯基、2,4-亚甲苯基、2,5-亚甲苯基或2,6-亚甲苯基、C₅-C₆亚环烷基、(C₁-C₄烷基)_1-2C₅-C₆亚环烷基、和或基团且A的虚线表示与式I中另一氮原子的键。

其中存在如上所定义的化合物(I)的聚合物组合物达到根据UL-94(Underwriter's Laboratories Subject94)的所需V-0等级和相关测试方法中的其他优异等级，尤其是在常规FR体系易于失效的玻璃纤维增强型配制剂中。

C₁-C₄烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基、或正丁基、异丁基或叔丁基。

C₅-C₆环烷基为环戊基或环己基。

(C₁-C₄烷基)_1-2C₅-C₆环烷基为例如经上述C₁-C₄烷基中的一个或两个取代的环戊基或环己基。