[发明专利]提高塑料灼热丝引燃温度的组合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子助剂领域，具体涉及一种提高塑料灼热丝引燃温度的组合物及其制备方法与应用。

背景技术

进入21世纪以来，电子和电器设备朝着自动化、智能化和集成化的方向加速发展，为人们的生产、办公和生活带来极大的方便。然而，电子和电器设备有40%以上重量的部件由易燃的高分子绝缘材料组成（其中又以塑料居多），给人们的生命安全构成了巨大火灾隐患，迫使世界各国的安全法规对电子和电器用塑料的阻燃要求越来越苛刻。多年来电子和电器设备产业一直执行美国UL94标准来评价电子和电器用塑料因被动着火的阻燃安全，但最近电子和电器设备内部塑料部件在使用过程中因接触不良、过载、短路而过热主动着火导致的火灾却频繁发生，欧盟国际电工协会（IEC）开始要求业界同时还执行更为严格的IEC60695灼热丝阻燃测试评价标准，IEC组织在IEC60335家用及类似电器安全标准中提出长期无人值守电器所使用塑料件的阻燃性能必须满足UL94V-0级和750℃灼热丝接触材料30秒内不起火或燃烧时间小于5秒，即灼热丝引燃温度（GWIT）大于750℃。对于连接器、接触开关、电机和断路器壳体等特定部件则还要求GWIT温度达到850℃和灼热丝可燃指数（GWFI）达到960℃。目前业内公认最为有效的溴锑阻燃体系虽然可以使塑料部件满足UL94V-0级（0.8～3.2mm）的阻燃评级，却会降低材料本身的GWIT值和GWFI值。我国是家电大国和用材大国，开发同时可被动阻燃和主动阻燃的高性能塑料成为我国电器产业、高分子产业急待解决的重大课题和研究热点。

业界经过长期的研究认为，单一策略的阻燃体系（如溴锑体系、氮磷体系、氢氧化物体系）无法同时达到UL94和IEC60335的要求，目前能够满足这两大要求的材料以专利文献报道为主，主要方法包括：（1）与高灼热丝耐受性的协效树脂共混，如中国专利200910027492在溴锑阻燃的玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯中加入前述的高GWIT协效树脂，使复合材料在3mm、1.5mm和0.75mm三个厚度水平上的GWIT均达到750℃，满足国内外白色家电对非金属零部件的要求；（2）添加特种无机化合物协效，如中国专利201010140122发现，亚铬酸铜能在含锑化合物和有机溴化物阻燃的聚酯材料中起到某种特殊的催化作用，使材料不仅具有UL94V-0的阻燃等级、960℃的GWFI和大于775℃的GWIT，而且非常适合制造需注塑后再用激光直接成型的电路基片；（3）添加特种有机化合物协效，如中国专利201110166545发现核壳结构的有机硅硼化合物除了对聚碳酸酯有很好的增韧作用外，还对其有更高的阻燃作用，因为硅和硼元素在高温灼烧过程中会形成玻璃态化合物覆盖在材料表面，显示出优异的抑制火焰特性，添加5%以内的有机硅硼化合物即可是聚碳酸酯的GWIT大于等于850℃并通过130℃的球压测试和UL94V-0阻燃测试；（4）开发新的溴/硅复合阻燃剂，如中国专利201310025500公开了一种高灼热丝不起燃聚丙烯复合材料，其组成按重量份为聚丙烯100份、复配阻燃剂5～10份，其中复配阻燃剂组成按重量份为自由基引发剂5～10份、粒径小于2.86μm的磨碎玻璃纤维100份、微胶包裹的氢溴酸盐阻燃剂35～70份、硅酮聚合物10～30份、硬脂酸镁2～8份。所制备的聚丙烯复合材料具有优异的阻燃性能，能通过775℃的GWIT和960℃的GWFI灼热丝测试，还具有轻质、拉伸强度大、无卤、低烟、无析出的特性。

然而从文献报道来看，现有技术存在两大问题：第一，某一提升GWIT温度的方法仅针对少数特定聚合物基材或配方体系有效，业界技术人员需要使用新的聚合物基材或配方体系时，必须花很大的时间和精力开发新的提升方法；第二，这些提升GWIT温度的协效添加剂大多用量较大，高添加量会影响原有配方材料的力学性能和加工性能，增加了成本，限制了业界技术人员对材料和制品的设计空间。业界急需一种对大多数聚合物基材或配方体系通用、能独立起作用、低添加量的提升GWIT温度的协效剂。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种提高塑料灼热丝引燃温度的组合物。

本发明的另一目的在于提供上述提高塑料灼热丝引燃温度的组合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述提高塑料灼热丝引燃温度的组合物的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种提高塑料灼热丝引燃温度的组合物，含有镁、铝、硅和磷四种元素与氧的化合物；所述镁、铝、硅和磷四种元素与氧的化合物包括铝-磷-氧化合物A、镁-氧化合物B和硅-氧化合物C；