[发明专利]含磷的阻燃剂

说明书

一种阻燃树脂组合物包含基础树脂，例如聚酰胺树脂，和芳族有机磷低聚物或聚合物。

本发明涉及尤其、但不限于用于玻璃填充的聚酰胺树脂的含磷阻燃剂。

背景

随着对于电气部件的现在和将来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料零件，在用于电子应用的工程塑料的使用上存在显著的增长。目前，聚酰胺是用于电子及其他应用的占主导的工程热塑性塑料，尤其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。

聚酰胺通常特征为在长时间暴露于加工温度和剪切时相对热稳定。然而，当暴露于火焰时，它们相当容易地燃烧，其中可燃性的特征在于燃烧树脂的滴落行为。因此，对于阻燃聚酰胺并且尤其是阻燃玻璃填充的聚酰胺存在大量且日益增长的需求。同样，还存在对它们的聚酯树脂同类物(典型地是玻璃增强的)的需求，其中树脂的选择取决于若干因素，例如成本与机械特性性能之间的平衡。

用于热塑性塑料和聚氨酯泡沫的阻燃剂的主要类型之一是有机磷化合物(典型地是磷酸盐和膦酸盐)。这些可以是非卤化的或可以包括磷-卤素化合物以及磷化合物与卤化的阻燃剂(典型地为溴化的阻燃剂)的共混物。

通常，有机磷化合物通过凝相反应、气相反应、聚合物碳化促进和/或成焦的组合提供阻燃活性。这些方法显然取决于此类添加剂存在于其中的聚合物。因此，需要为各种聚合物类型设计特定的含磷结构。

例如，美国专利号3,681,281披露了一种成形的结构，该结构包含聚酯、该聚酯的至少1重量百分比的叔膦氧化物和该叔膦氧化物的从10至50重量百分比的增效剂，该增效剂选自由三苯基三聚氰胺、苯偶酰和二苄基组成的组。在叔膦氧化物中，示例的是亚二甲苯基双-二苯基膦氧化物。

在标题为“用于阻燃聚酯的基于磷的添加剂.1.低分子量添加剂(Phosphorusbased additives for flame retardant polyester.1.Low molecular weightadditives)”的文章(工业和工程化学产品研究与开发(Industrial&EngineeringChemistry Product Research and Development)(1982)，21(2)，第328-31页)中，RobertW Stackman评价了各种含磷有机化合物，包括亚二甲苯基双-二苯基膦氧化物，作为用于聚(对苯二甲酸乙二酯)和聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)的阻燃剂。该评价包括添加剂对预成型聚合物的熔体稳定性的影响以及对膜的可燃性的影响，如通过非标准底部燃烧、氧指数法测定的。这些共混物的氧指数值是该共混物的磷含量的函数。作为阻燃剂的磷化合物的效率随着磷结构的性质改变而改变，其中顺序为R₃PO>R(R’O)₂PO>(R’O)₃PO。聚合物添加剂被报道为有吸引力的添加剂，即使在占共混物的<20wt％下，给予高度阻燃性结合共混时微小程度的特性劣化的组合。

其他有机磷化合物也已被建议用作聚酰胺的阻燃剂。例如，标题为“改进的尼龙(Improved Nylon)”的研究披露(Research Disclosure)168051(1978年4月公开)描述了一种通过以下方式制备的耐火尼龙纤维：用8％-10％的对亚二甲苯基双(二苯基膦氧化物)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在线混合器以将熔融聚合物供给用于产生34根长丝纱线的单元的螺杆熔化器纺纱。将该熔融聚合物加热至300-310°，并且保持时间为约15分钟。在热管上拉伸该纱线2.3倍以产生100-旦尼尔纱线。

此外，美国专利号4,341,696披露了一种玻璃填充的热塑性聚酰胺聚合物，其通过组合了有效量的具有以下式的三-(3-羟烷基)膦氧化物而被赋予阻燃性：