改善了耐火性的包含芳族烯基烃聚合物的热塑性组合物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN90106048.8

申请日:

1990.12.21

公开号:

CN1052683A

公开日:

1991.07.03

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2000.1.26|||保护期延长|||授权||||||公开

IPC分类号:

C08L25/00; C08K5/521

主分类号:

C08L25/00; C08K5/521

申请人:

阿托化学公司;

发明人:

勒内·沃思

地址:

法国普托

优先权:

1989.12.21 FR 8916973

专利代理机构:

中国专利代理有限公司

代理人:

于燕生;卢新华

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内容摘要

一种热塑性组合物,制备该组合物的方法以及由该组合物的加工制得的工业制品。对于100份(重量)含有至少一种芳族烯基烃的聚合物或共聚物以及(如有必要)至少另一种热塑性或弹性树脂的热塑性材料,该组合物包含:5~30份(重量)选自蜜胺和蜜胺异氰尿酸盐的含氮化合物,2~10份(重量)至少一种每分子含有至少4个羟基官能团的多元醇,以及0~14份(重量)至少一种磷酸有机酯。

权利要求书

1: 含有至少一种芳族烯基烃的聚合物或共聚物和蜜胺异氰尿酸盐或蜜胺的热塑性组合物,其特征在于对于100份(重量)包含至少一种芳族烯基烃的聚合物或共聚物以及(如果必要)至少一种其它的热塑性或弹性树脂的热塑性材料来说,该组合物包含: --5~30份(重量)至少一种选自蜜胺和蜜胺异氰尿酸盐的含氮化合物, --2~10份(重量)至少一种每分子含有至少4个羟基官能团的多元醇,以及 --0~14份(重量)至少一种磷酸有机酯。
2: 根据权利要求1的组合物,其特征在于该热塑性材料包含10~90%(重量)芳族烯基烃的聚合物或共聚物以及90~10%(重量)热塑性树脂。
3: 根据权利要求1的组合物,其特征在于所述弹性树脂在热塑性材料中至多占20%(重量)。
4: 根据权利要求1~3中任何一项的组合物,其特征在于所述多元醇选自四元醇、五元醇、六元醇和八元醇。
5: 根据权利要求4的组合物,其特征在于所述多元醇是环己六醇。
6: 根据权利要求1~5中任何一项的组合物,其特征在于所述磷酸有机酯是磷酸三(2-乙基己)酯或磷酸三苯酯。
7: 根据权利要求6的组合物,其特征在于磷酸三(2-乙基己)酯和磷酸三苯酯的用量为每100份(重量)热塑性材料用1~5份 (重量)。
8: 根据权利要求1~7中任何一项的组合物,其特征在于它们还包含一些便于其加工和/或改善其稳定性的组分,含量为0.1~1%(重量)。
9: 权利要求1~8中任何一项的组合物的制备方法,包括将不同的组分于密炼机或挤压机中在高于芳族烯基烃聚合物或共聚物的软化点,也就是150~200℃的温度下捏和1~5分钟的时间。
10: 通过加工权利要求1~8中任何一项的组合物所得的工业制品。

说明书


本发明涉及芳族烯基烃的聚合物、基于芳族烯基烃的共聚物以及所述聚合物和共聚物与其它热塑性或弹性聚合物结合的组合物,它们含有不含卤原子的阻燃剂。

    芳族烯基烃的聚合物和共聚物以及含有它们的组合物,其显著的性能是公知的,并且它们已成为广泛用于各种用途的热塑性塑料。然而,它们的耐火性能一般并且易于燃烧。

    在这些聚合物、共聚物和组合物中加入防火剂是已知的方法。最常用的防火剂由具有至少一个卤原子(一般是溴)的化合物组成。这些化合物的效果已得到了充分的证明。但它们有一个缺点,在于当其被火侵蚀时,放出有害的和腐蚀性的卤化气体。

    由文献JP-A-54/85242也已知对每100份(重量)聚苯乙烯使用3~50份(重量)的蜜胺氰尿酸盐对苯乙烯进行防火处理的方法。

    由FR-A-2096230也已知,不易燃的、可注塑的热塑性组合物,它们包含至少60%(重量)蜜胺和至多40%(重量)聚苯乙烯。

    最后由JP-A-54/46250已知包含30~80份(重量)苯乙烯、20~70份(重量)蜜胺和0.05~5份(重量)(用磷表示)含磷化合物。

    一方面为了避免使用含卤地防火化合物,而另一方面为避免使用大量对所得材料的机械性能有不利影响的蜜胺或蜜胺氰尿酸盐,本申请人已力图将其它产物与后面这些化合物结合,以便得到具有良好耐火性并且其机械性能破坏较小的材料。

    本发明的第一个设想涉及含有至少一种芳族烯基烃的聚合物或共聚物和蜜胺异氰尿酸盐和/或蜜胺的热塑性组合物。其特征在于对于100份(重量)含有至少一种芳族烯基烃聚合物或共聚物以及(如果必要)至少另一种热塑性或弹性树脂的热塑性材料来说,该组合物包含:

    -5~30份(重量)至少一种选自蜜胺和蜜胺异氰尿酸盐的含氮化合物

    -2~10份(重量)至少一种每分子含有至少4个羟基官能团的多元醇,以及

    -0~14份(重量)至少一种磷酸有机酯。

    所谓芳族烯基烃聚合物,根据本发明是指乙烯类不饱和的芳族烃例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、甲基乙基苯乙烯等的均聚合产物。

    所谓芳族烯基烃的共聚物,根据本发明是指多种前一段所列的芳族烯基烃或这些烃中的至少一种与至少另一种可共聚单体例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、(甲基)丙烯酸烷基酯(其烷基含有1~8个碳原子)、丙烯腈、1,3-丁二烯的共聚产物。

    所谓如果必要可以与芳族烯基烃的聚合物或共聚物结合的其它热塑性树脂,根据本发明尤其是指:

    -聚苯醚,

    -聚乙烯和乙烯与至少一种具有3~8个碳原子的α-烯烃的共聚物,按照例如英国专利GB  870650,这后两种树脂可籍助于一种接技或支化的乙烯/苯乙烯共聚物相互混容,

    -基于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物和共聚物,例如聚甲基丙烯酸甲酯,

    -乙烯与至少一种不饱和极性共聚单体例如醋酸乙烯、(甲基)丙烯酸烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸酐的共聚物,

    -聚碳酸酯。

    该热塑性材料可以以任何比例包含芳族烯基烃的聚合物或共聚物和热塑性树脂。有利的是,该材料包含10~90%(重量)芳族烯基烃的聚合物或共聚物和90~10%(重量)热塑性树脂。当该热塑性材料包含一种基于乙烯的聚合物或共聚物时,芳族烯基烃的聚合物或共聚物最好占所述材料的50%(重量)以上。

    所谓如果必要可以与芳族烯基烃的聚合物或共聚物结合的其它弹性树脂,根据本发明尤其是指至少一种带有或不带有聚合芳族烯基烃接枝的下列聚合物:聚烯烃弹性体,例如乙烯与至少一种具有3~6个碳原子α-烯烃和至少一种二烯的三元共聚物,特别是乙烯-丙烯-二烯三元共聚物,该二烯选自共轭或非共轭的线型或环状二烯,如丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、1,9-癸二烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、2-烷基-2,5-降冰片二烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-(2-丙烯基)-2-降冰片烯、5-(5-己烯基)-2-降冰片烯、1,5-环辛二烯、双环〔2·2·2〕-2,5-辛二烯、环戊二烯、4,7,8,9-四氢化茚和亚异丙基四氢化茚。可用于本发明的这些弹性体三元共聚物一般包含15~60%(摩尔)得自丙烯的单元和0.1~20%(摩尔)得自二烯的单元。其它弹性树脂还可以是丁苯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶。通常,其它弹性树脂的用量占该热塑性材料重量的至多等于20%(重量),最好为5~15%(重量)。

    蜜胺或2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪是一种商品化合物。它一般通过有释放NH3和CO2能力的脲经缩合-环化反应制备的。

    蜜胺异氰尿酸盐通过蜜胺与氰尿酸(一般是等摩尔)在约90~100℃的温度下在水溶液中的反应然后脱除水而制得。该反应可就地进行,也就是说,在通过在一般至少约为150℃的温度下捏和蜜胺的氰尿酸盐或异氰尿酸盐与芳族烯基烃的聚合物或共聚物而制备本发明的组合物时进行。所谓蜜胺异氰尿酸盐,根据本发明还指蜜胺的氰尿酸盐以及蜜胺的氰尿酸盐和异氰尿酸盐的混合物。认为该蜜胺异氰尿酸盐是下式的配位盐:

    所谓每分子含有至少4个羟基官能团的多元醇,根据本发明是指任何至少四羟基化的环状或无环结构的多元醇。如有必要,烃链可包含至少一个氧杂原子。作为多元醇的例子,可以举出例如四元醇如季戊四醇、赤藓醇、阿拉伯糖、核糖、木糖;五元醇如阿东糖醇、阿糖醇、木糖醇、果糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、山梨糖;六元醇如卫矛(己六)醇、甘露糖醇、山梨糖醇、二季戊四醇、环己六醇;八元醇如三季戊四醇、蔗糖、乳糖、麦芽糖;以及它们的混合物。

    在本发明的组合物中可随意地加入磷酸有机酯,其主要的目的是为了少量地增塑该组合物。该酯可选自例如磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己)酯(或磷酸三辛酯)、磷酸三(2-丁氧基乙)酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯及其混合物。该酯最好至少包含一个芳环的酯。当用蜜胺作为含氮化合物时,该磷酸有机酯的用量最好为每100份(重量)热塑性材料用1~5份(重量)。

    本发明的组合物还可包含有效量的,一般为0.1~1%(重量)的便于它们的加工例如挤塑或模塑操作和/或改善其稳定性的组分。这可涉及润滑剂例如硬脂酸及其盐如硬脂酸锌;抗氧剂例如季戊四醇四((3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、丁基羟基甲苯和三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷。

    本发明的组合物还可包含有效量的,一般为0.1~0.5%(重量)的增塑剂、抗静电剂、光稳定剂例如至少一种选自苯并三唑和位阻胺类的紫外线稳定剂。作为苯并三唑,可以举出例如2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑和2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑。作为位阻胺,可以举出例如2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基癸二酸单酯。

    本发明的组合物可通过混合不同的各组分而制备。如果所用的添加剂的物理性质允许,也就是说如果它们在环境温度下均处于固态,则该混合可以在粉末混合机中在环境温度下以干态进行,在混合机中加入组合物的不同组分的粉末,对于芳族烯基烃的(共)聚合物来说,至多是珠状的。在约5~20分钟的混合后所得到的准备使用的均匀混合物是一种本发明的组合物。

    还可以如下制备本发明的组合物,即把该组合物的各组分在高于芳族烯基烃的聚合物或共聚物的软化点,如有必要,在高于上述附加的热塑性树脂(如果存在)的软化点的温度(例如约150~200℃)下,于密炼机或挤塑机中混合1~5分钟。将该组合物挤出,然后成形为准备使用的粒料。

    本发明的组合物通过成形为可特别用于汽车、家电和尤其是视听器材(如电视接收机的后挡板)工业的工业制品而在许多方面得到应用。

    如此制得的制品与由不含蜜胺、蜜胺异氰尿酸盐和多元醇的组合物制造的制品相比,在其机械性能很少或没有降低的同时,具有改善的耐火性。按下述试验所测的由本发明组合物制得的制品的燃烧速度明显降低。另外,该制品的缓慢燃烧不放出含卤产物。

    给出下列实例是为了说明而不是限制本发明。

    测量组合物耐火性所用的试验是由国际电工技术委员会(日内瓦)公布的试验65  CEI  1985。该公报并入本说明书作为参考。进行该试验的试件通过将挤出并粒化的组合物在WABASH压机中在约200℃的温度和约50巴的压力下模塑约3分钟的时间而制得。它们的尺寸为127×12.7×2mm。

    该试验的结果以水平试件的燃烧速度的形式表现,单位为mm/分。由本发明的组合物制备的试件按照本发明试验的燃烧速度小于40mm/分为好,较好的是小于35mm/分,更好的是小于30mm/分。

    实例1(对比例)

    将由NORSOLOR公司以商品名CEDEX4240销售的聚苯乙烯珠在0.5%(重量)由50%(重量)硬脂酸锌(润滑剂)、30%(重量)硬脂酸(润滑剂)和20%(重量)Irganox1076(由CIBA-GEIGY公司销售的抗氧剂)组成的挤塑助剂的混合物存在下挤出并成形为粒料。

    将该粒料如上所述成形为试件,将其进行燃烧试验。所测的燃烧速度为47mm/分。

    实例2~6

    分两个步骤制备本发明的组合物。第一个步骤包括在环境温度下混合该组合物的所有成分以得到均匀的混合物,在第二个步骤中,将该混合物加入容积为1.1升、转子旋转速度为115转/分的密炼机中,并在175℃的温度下捏和3分钟。

    将所得的组合物在10巴的压力下于压机中冷却3分钟并制成5mm厚的预制品,然后将其切成条和粒料。燃烧试验65  CEI  1985所必需的试件由如此制得的粒料如上所述制备。

    对于所有这些实例,使用:

    -作为苯乙烯聚合物(以后称为PS),实例1的苯乙烯珠,

    -蜜胺异氰尿酸盐(以后称为IM),由NORSOLOR公司销售的,

    -作为每分子含有4个羟基官能团的多元醇,由BLAUE公司以商品名NF-11销售的环己六醇(下面称为OL),

    -作为磷酸有机酯,由ALDRICH公司销售的磷酸三(2-乙基己)酯(下面称为TOP),

    -作为加工助剂,与实例1相同的混合物,用同样的比例(0.5份(重量)/100份(重量)聚苯乙烯)。

    下表Ⅰ列出了该组合物除加工助剂混合物外的所有组分以每100份(重量)聚苯乙烯的重量份数计的数量以及根据65  CEI  1985试验对由该组合物制得的试件所测的并用mm/分表示的燃烧速度(V)。

    表I实施IMOLTOPV123456-23.825.225.215.124.5-7.95.68.452.7--8.45.658.2472229323937

    在这些实例中使用:

    -与实例1相同的苯乙烯,包含相同的挤塑助剂混合物,

    -作为含氮化合物:由NORSOLOR公司销售的蜜胺(下面称为M),

    -与实例2~6相同的多元醇,

    -作为磷酸有机酯:或是实例3~6所用的磷酸三(2-乙基己)酯(TOP),或是由ALDRICH公司销售的磷酸三苯酯(TPP)。

    组合物的制备按照与实例2~6相同的方法进行。表Ⅱ列出了对于100份(重量)苯乙烯以重量份数计所用的除加工助剂混合物〔每100份(重量)苯乙烯用0.5份(重量)〕外的各组分的数量以及用与实例1~6相同的方法所测的燃烧速度(V)。

    表II实施MOLTOPTPPV789101112131411.511.611.711.811.912.112.3133.43.53.53.53.63.63.73.9--1.6-3.4-7--1.2-2.5-5.1-133428272624272722

    

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一种热塑性组合物,制备该组合物的方法以及由该组合物的加工制得的工业制品。对于100份(重量)含有至少一种芳族烯基烃的聚合物或共聚物以及(如有必要)至少另一种热塑性或弹性树脂的热塑性材料,该组合物包含:530份(重量)选自蜜胺和蜜胺异氰尿酸盐的含氮化合物,210份(重量)至少一种每分子含有至少4个羟基官能团的多元醇,以及014份(重量)至少一种磷酸有机酯。。

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