[发明专利]具有阻燃特性的泡沫聚酯树脂

说明书

本发明涉及含有适于制备可以形成泡沫蜂窝状材料的流变特性的芳族聚酯树脂的阻燃剂组合物和由它们制成的泡沫材料。

由芳族聚酯树脂，其代表为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，制成的泡沫蜂窝状材料(泡沫)，发现由于绝热特性和作为结构材料，在汽车和家居领域的应用不断增大。

对于这些应用，泡沫材料具备良好的阻燃性能是必要的。

将阻燃剂化合物加入到形成具备宝贵性能的泡沫状材料的具有流变特性的芳族聚酯中，具有降低－并且是很大程度地降低树脂流变特性的效果，从而使之不适于泡沫的制备。一些化合物引起如此显著的树脂降解以至于妨碍它们作为塑料材料使用。

流变特性的变劣是因为泡沫制备过程中使用了高温。

令人奇怪的是，变劣只表现于熔体强度和熔融粘度性能高的树脂而不表现于熔体强度性能较低的树脂，不适于制备令人满意性能的泡沫。已经发现可用于本发明的组合物的阻燃剂化合物是指不引起树脂流变特性降低的那些化合物，在加入10％(重量)阻燃剂化合物的树脂的热测试中，在氮气氛的流变混合器中，在280℃操作10分钟，相应的扭矩吸收的降低小于3 Nm。

满足上述测试的阻燃剂化合物包括含有大于50％(重量)溴和在200℃加热重量损失小于5％(重量)(以加热速度10℃/分钟的热重量分析法测定)的芳族溴化合物。

代表的化合物是N,N’-乙烯-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)、四溴邻苯二甲酸酐、十溴二苯醚、八溴二苯醚、双(三溴苯氧基)乙烷、双(溴苯氧基)乙烷。

当然，由于其熔点高、稳定性好和对聚酯树脂降解作用小，N,N’-乙烯-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)是优选的化合物。这种化合物以注册商标Albermarle的Saytex BT93在市场上供应。

另一种特别适用的溴化合物以注册商标Albermarle的Saytex 8010在市场上供应。

阻燃剂化合物的用量可以是1～15％(重量)。

对于四溴磷苯二甲酰亚胺，使用10％(重量)的化合物得到根据DIN 4102可燃性试验分类为B1的泡沫和根据UNE 23727-90试验分类为M2的泡沫。使用5％(重量)的Saytex 8010，得到根据UNE23727-90试验分类为M1的泡沫。

另一种可使用的不属于溴化合物类的化合物是Alcoa出售的以BAO命名的碱式草酸铝。

含有阻燃剂的本发明的泡沫具有与不含这类添加剂的泡沫类似的性质。

这种溴化合物可以与0.5～5％(重量)的例如锑酸钠、三氧化锑、五氧化锑之类的锑化合物混合使用。对于锑酸钠，用量为0.5～10％(重量)；对于锑氧化物，用量是1～10％(重量)。

在锑酸钠的情形中，也可以使用占树脂重量0.05～2％的二氧化硅。

阻燃剂化合物可以在挤出发泡步骤之前或在这个步骤期间加入。

它们可以直接加入或采用以聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚乙烯为基的母料的形式加入。

如已指明的那样，将上述溴化合物加入到不具备必要的流变特性的聚酯树脂中，例如用12,4-苯三酸酐得到的、(I.V.=0.95 dl/g)熔体强度不足够大的接枝型PET或不使用1,2,4,5-苯四酸二酐经固态缩聚得到的熔体强度小于8厘牛顿的高I.V.(1.1 dl/g)线型PET，没有明显地降低聚合物的流变特性。

加入10％(重量)阻燃剂化合物例如Saytex BT 93的PET的扭矩吸收保持不变(在氮气氛的流变混合器中，在280℃测试10分钟)。

本发明的组合物的泡沫蜂窝材料的制备是按照现有的方法在发泡剂存在下通过挤出-发泡进行的。

可用于制备本发明的泡沫的聚酯树脂的特性为熔体强度值大于8厘牛顿而特性粘度大于0.8 dl/g。

上述值指的是挤出-发泡加工之前的树脂，以及在挤出的条件下，在挤出步骤期间达到这些值的树脂。

获得具有适合本发明的泡沫形成的流变特性的聚酯树脂的一种方法包括，挤出I.V.0.5～0.7 dl/g、添加了一种四羧酸二酐，优选芳族酸，(最好是1,2,4,5-苯四酸二酐，加入量为0.1～1％(重量)的聚酯树脂，并且将该树脂在固态加聚直到其最终粘度值达到0.85～1.95 dl/g。

这种四羧酸二酐可以以聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚乙烯为母料的形式加入，(加入量为1～50％(重量))。

另一种方法包括，将特性粘度为0.85～1.95 dl/g、添加了含量为1～50％(重量)二酐以聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚乙烯的二酐为母料的聚酯树脂挤出。