CN102119188B - 基于聚丙烯的配制物 - Google Patents
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Abstract
聚丙烯组合物,其包含聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯以及有效阻燃量的(i)磷酸三(三溴新戊基)酯与(ii)碳-碳引发剂的混合物,其中,所述组合物符合UL 94等级V-1或V-0,所述组合物基本上不含三氧化二锑。本发明还公开了改善聚丙烯组合物的阻燃等级的方法。
Description
可根据由Underwriter Laboratories标准UL 94规定的方法对塑料材料的可燃性特性进行量化。UL 94等级为V-0、V-1和V-2(在下文中给出有关的可燃性试验的具体描述)。被规定为V-0等级的材料被认为可燃性较低。对于一些应用,较低的V-2等级是可接受的,而对于其它应用,需要V-1或V-0等级。
通过使用溴化阻燃剂和三氧化二锑(其作为增效剂)的组合,可使基于聚丙烯的配制物具有阻燃性。但是,使基于聚丙烯的配制物通过UL 94V-0试验且不破坏由该聚丙烯聚合物(特别是抗冲改性级的聚丙烯聚合物)制得的制品的物理性能分布(physical profile)是不容易的。在这方面需要考虑的最终产品的重要性能为冲击强度、光稳定性和外观。例如,当所用的溴化阻燃剂为十溴二苯基乙烷或十溴二苯醚时,所述基于聚丙烯的配制物典型地含有至少24%的所述溴化化合物以及8%~12%的三氧化二锑以通过UL 94V-0试验(所述百分数是相对于所述聚丙烯组合物的总重量的重量百分数)。所述阻燃剂体系的这一高负载量(超过30%)不利地改变最终产品的物理性能。
磷酸三(三溴新戊基)酯是由以下化学结构表示的阻燃添加剂:
磷酸三(三溴新戊基)酯的制备通常基于3摩尔三溴新戊醇与1摩尔三卤氧磷在本领域公知的条件下的反应(参见,例如,US5710309以及其中所列举的参考文献)。该化合物还可由ICL-IP商购得到(FR-370)。磷酸三(三溴新戊基)酯为具有高熔点(181℃)的脂族的含溴阻燃剂(FR)且适用于制备高负载的母料。
在US2002/0169240中描述了用于改善磷酸三(三溴新戊基)酯对基于聚丙烯的配制物的适用性的成功尝试,在该文献中,使磷酸三(三溴新戊基)酯与自由基源组合。将所述组合引入到聚丙烯组合物中导致具有优异性能的产品。可用于根据US2002/0169240的阻燃剂体系的自由基源为在约150℃~约250℃的加工温度下稳定且在这些温度以上(在约220℃~约350℃下)分解以产生相对稳定的自由基的有机化合物。自由基引发剂的实例为2,3-二甲基-2,3-二苯基-丁烷和2,3-二甲基-2,3-二苯基-己烷。更具体地说,根据US2002/0169240,将磷酸三(三溴新戊基)酯与自由基引发剂的共混物与三氧化二锑一起加入到聚丙烯均聚物中,以获得UL 94V-0等级的组合物(US2002/0169240的实施例20和21)。如US2002/0169240的实施例15所述,还将前述共混物与三氧化二锑一起引入到聚丙烯共聚物中,从而获得UL 94V-2等级的配制物。
使用含有溴化阻燃剂且不含有三氧化二锑增效剂(或含有仅仅可忽略量的三氧化二锑增效剂)的阻燃剂体系来阻滞基于聚丙烯的组合物的可燃性已被认为是不实用的,这是因为,在不存在所述增效剂的情况下,为获得UL 94V-0等级而需要的溴化化合物的量被认为是不可接受地高的,导致具有差的物理性能分布的最终产品。
现已发现,通常有利的三氧化二锑增效剂在通过使用如US2002/0169240中所述的磷酸三(三溴新戊基)酯和自由基引发剂的组合而阻燃的基于聚丙烯共聚物的配制物(或基于抗冲改性聚丙烯的配制物)中起到不利作用。说也奇怪,现已发现,对于这样的基于聚丙烯的配制物,只有当三氧化二锑的量减少时,或更优选地,当完全除去所述三氧化二锑时,才能达到UL 94V-0等级。
更具体地说,现已发现,含有不低于15%、且优选不低于16%的磷酸三(三溴新戊基)酯以及不低于0.1%、且优选不低于1.5%的自由基引发剂的基于聚丙烯共聚物的组合物在存在于所述组合物中的三氧化二锑的量保持低于5%并且实际上降低至可忽略的量的情况下可成功地通过UL 94V-0试验。在下文中详述了本发明组合物中的三氧化二锑的特别优选的可用浓度范围。最优选地,本发明的基于聚丙烯共聚物的组合物完全不含三氧化二锑。
如以下实施例中所说明的,可用于基于聚丙烯共聚物的组合物中的阻燃剂体系(即,磷酸三(三溴新戊基)酯和自由基引发剂的组合)的总量不需要超过30%、且更优选地不需要超过25%或者甚至不需要超过23%(所述百分数为基于所述组合物的总重量的重量百分数),以确保所期望的UL 94V-0等级。本发明组合物中的磷酸三(三溴新戊基)酯和自由基引发剂的尤其优选的浓度范围分别为16~24重量%(更优选为16~22重量%且甚至更优选为16~20重量%)和0.5~3重量%(更优选为1~2.5重量%)。由本发明的基于聚丙烯共聚物的组合物中的阻燃剂体系的低浓度所导致的好处在于由该组合物制造的制品可保持良好的物理属性(例如,约1.00g/cm3的密度和约22MPa的拉伸强度(当根据标准ASTM D-638-95测量时))。
因此,本发明主要涉及包含聚丙烯共聚物或抗冲改性聚丙烯以及有效阻燃量的(i)磷酸三(三溴新戊基)酯与(ii)碳-碳引发剂的混合物的聚丙烯组合物,其中,所述组合物符合UL 94等级V-1或V-0,所述组合物基本上不含三氧化二锑。术语“基本上不含三氧化二锑”是指三氧化二锑的重量浓度通常为0~3.0重量%、优选为0~1.0重量%、更优选为0~0.7重量%、甚至更优选为0~0.5重量%、且甚至更优选为0~0.3重量%。特别优选的三氧化二锑浓度范围为0~0.1%(所述重量百分数是相对于所述组合物的总重量而言的)。如前所述,在其最优选形式中,本发明的基于聚丙烯共聚物的组合物完全不含三氧化二锑。
旨在用于本发明用途的聚丙烯是抗冲级聚丙烯。举例来说,这样的级别含有与聚丙烯均聚物组分组合的聚丙烯共聚物组分以改善聚合物的冲击性能。可将所述共聚物组分以如下方式与所述均聚物组分组合:以化学方式组合(在聚合阶段组合,以形成聚丙烯嵌段共聚物);或者,如下面所更详细描述的,通过使聚丙烯均聚物组分和弹性体如乙烯/丙烯共聚物或乙烯/丙烯/二烯三元共聚物熔融共混。上述两类聚丙烯在此分别称为“聚丙烯抗冲共聚物”和“抗冲改性或抗冲聚丙烯”。
关于第一类聚丙烯,可根据本发明阻燃的聚丙烯抗冲共聚物为嵌段共聚物形式。所述嵌段共聚物包含:第一嵌段(或相),其基本上为聚丙烯均聚物组分;和第二嵌段(或相),其为乙烯-丙烯共聚物组分。该聚丙烯共聚物中的乙烯含量可为2~20%且优选为5~15%(重量%)。聚丙烯抗冲共聚物是通过在本领域已知的条件下的序列聚合反应产生的。第一反应产生均聚物组分且第二反应产生共聚物组分。从而,所述共聚物组分被化学结合到所述均聚物组分的基体内。嵌段共聚物形式的不同级别的聚丙烯抗冲共聚物可市购获得(Carmel Olefins,以色列,商品名为SE 50E、TR 50和SL 50)。
关于第二类聚丙烯,抗冲改性聚丙烯可通过将聚丙烯均聚物和橡胶混合而制备。这两种组分以粒料的形式共混,然后熔融共混、挤出和造粒。弹性体型抗冲改性剂通常为乙烯/丙烯共聚物橡胶(EPR)或者乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM)。在EPDM的制造中普遍使用的二烯包括DCPD(二环戊二烯)、ENB(亚乙基降冰片烯)和VNB(乙烯基降冰片烯)。
用于根据本发明进行配制的优选聚丙烯具有0.2~40cm3/10min、优选0.5~30cm3/10min、更优选1~20cm3/10min的熔体体积指数,所述熔体体积指数通过下文详述的试验测得。用于制备各种合适的聚丙烯共聚物和抗冲改性聚丙烯的方法描述于例如US4210735和US3732335中。
注意,本发明的组合物可包含不同于以上具体描述的聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯的聚烯烃。但是,优选地,本发明的组合物包含不低于50重量%、且优选不低于70重量%、且更特别地为70~80重量%的聚丙烯共聚物或抗冲改性聚丙烯、或者它们的混合物。
所述基于聚丙烯共聚物的组合物包含作为下列物质的混合物的阻燃剂体系:(i)磷酸三(三溴新戊基)酯;以及(ii)至少一种自由基源,其为碳-碳引发剂,所述碳-碳引发剂在200℃以上且优选在220℃以上的温度下(如220℃~350℃)才开始分解或分解到明显程度以形成基于碳的自由基。因此,可用在本发明引发剂组合物中的碳-碳引发剂在聚丙烯组合物的制造和加工中所用的条件下是基本热稳定的,且将表现出其仅在燃烧时才产生自由基的功效。从化学结构的角度,本领域使用术语碳-碳(C-C)引发剂来表示具有至少一个如下的碳-碳单键的化合物:所述碳-碳单键由于适宜的相邻基团的存在而被拉长,从而该空间上拥挤的碳-碳键在加热下是不稳定的。因此,当所述C-C引发剂沿着不稳定的碳-碳单键(其长度典型地为至少约0.155nm)发生断裂时,其能够产生基于碳的自由基。优选地,所述C-C引发剂为烃(仅由碳和氢原子构成)且更优选地为含有一个或多个芳环的烃。特别优选的C-C引发剂种类包括由具有各自被烷基和苯环取代的两个邻近碳原子的碳母链(其典型地含有4-10个碳原子)构成的化合物(例如,如果母碳链含有2n个碳原子,则这两个如前所述的被取代的邻近碳原子优选是标记为n、n+1的中心原子)。用于本发明的优选的C-C引发剂包括2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、3,4-二甲基-3,4-二苯基己烷、以及聚(1,4-二异丙基苯),其可从Peroxide Chemie(Interox C-C DFB)或Akzo Nobel(Perkadox 30)市购获得。
本发明的显著特点在于,基于聚丙烯抗冲共聚物的组合物中(或基于抗冲改性聚丙烯的组合物中)的三氧化二锑的量保持低于一定阈值,而不是保持高于最低限。因此,术语“基本上不含三氧化二锑”表示在本发明的聚丙烯组合物中优选不存在锑氧化物。但是,该组合物中可包含少量三氧化二锑,当然,条件是所述锑氧化物的存在不将所述组合物不利地变为UL 94V-2等级。具体地说,在其中除了磷酸三(三溴新戊基)酯以外还使用第二阻燃剂的情况中,所述组合物中可包含少量(通常低于5%(重量%))的三氧化二锑。但是,注意,当将磷酸三(三溴新戊基)酯用作本发明的基于聚丙烯的组合物中所存在的唯一溴化阻燃剂或主要溴化阻燃剂,从而允许三氧化二锑的量尽可能多地降低(本文中使用术语“主要”来表示磷酸三(三溴新戊基)酯的重量百分数为至少50%、且优选为至少70%、且最优选为至少90%,相对于该组合物中所存在的所有溴化阻燃剂的总重量)时,最容易获得本发明所提供的优势。
除了所述聚丙烯抗冲共聚物(或抗冲改性聚丙烯)、磷酸三(三溴新戊基)酯和所述自由基源(以及任选的如前所述的其它聚烯烃和阻燃剂)以外,本发明的组合物可进一步包含常规成分,例如颜料、UV稳定剂(如苯并三唑衍生物)、热稳定剂、填料、润滑剂、抗氧化剂(如受阻酚型抗氧化剂)等,如US2002/0169240中所列。
本发明的组合物可如下制备。将该组合物的各种成分按照它们各自的量共混在一起。通常,首先使用合适的混合机械如Henschel混合机,将所述成分干混。另外,可使用连续进料机将所述成分同时进料到配混设备中。然后,可例如通过使用同向旋转双螺杆挤出机,将所得混合物加工和配混以形成均匀粒料。由此获得的配混粒料适于进料至制品成型工艺如注塑、挤塑或例如用于织物制造的长丝挤出。工艺参数如机筒温度、熔体温度和螺杆速度更详细地描述于下文的实施例中。
应注意,本发明的阻燃剂体系可以几种方式加入到聚合物组合物中。首先,如前所述,本发明的阻燃剂体系可直接与聚合物混合。还可将本发明的阻燃剂体系结合到“母料”(其为包含合适的聚合物载体以及相对高比例的阻燃剂体系的组合物)中。因此,本发明的另一方面涉及适用于制备UL 94 V-1或V-0聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯配制物的母料组合物,所述母料包含聚合物载体、以及至少30重量%且优选至少50重量%的(i)磷酸三(三溴新戊基)酯与(ii)碳-碳引发剂的混合物,其中,所述母料组合物的特征在于其基本上不含三氧化二锑。
所述载体聚合物包含一种或多种聚合物,所述聚合物与阻燃剂体系组合以形成母料。所述载体聚合物旨在用于促进母料的混合并改善所述母料与共混聚合物的相容性,所述共混聚合物为与所述母料组合的聚合物(在本情况中,所述共混聚合物为聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯)。合适的载体聚合物优选与所述共混聚合物相同。阻燃混合物在母料中的浓度可为30~70重量%,且载体的浓度为28~68重量%。对于母料组合物来说,术语“基本上不含三氧化二锑”是指三氧化二锑在母料中的浓度使得当使母料与聚丙烯抗冲共聚物(或抗冲改性聚丙烯)共混以形成本发明的聚丙烯组合物时,三氧化二锑在最终组合物中的浓度保持低于前述极限。实际上,i)磷酸三(三溴新戊基)酯和(ii)碳-碳引发剂的混合物与三氧化二锑之间的重量比不低于10∶1、优选不低于15∶1、且更优选不低于25∶1。最优选地,本发明所提供的母料完全不含三氧化二锑。
本发明的母料组合物可以基本上均匀的粒料形式提供。所述母料与合适量的如前所述的共混聚合物以及其余组分干混。对所得共混物进行挤出、造粒和干燥,以形成本发明的期望的UL 94 V-1或V-0聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯组合物,所述聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯组合物可如前所述进行成型(例如模塑)。在膜应用中,母料优选以约20~50重量%、更优选约30~45重量%加入到聚合物共混物中。在纤维应用中,母料优选以约20~40重量%、更优选约20~30重量%加入到聚合物共混物中。
本发明的基于聚丙烯抗冲共聚物的组合物和基于抗冲改性聚丙烯的组合物可用于制备注塑产品(如体育场的座椅、电气部件(连接器、断路器和插座)、以及电气设备)、挤出产品(如型材、管道、屋面用板材、包装和工业用膜和板、电缆和电线用绝缘体)。本发明组合物的潜在应用的其它实例为用于织物结构体、地毯和室内装潢的纤维。由本发明的基于聚丙烯的组合物形成的前述热塑性制品(如注塑制品、挤塑制品、纤维)形成本发明的另一方面。
具体地说,对于基于注塑的制品成型工艺,本发明提供UL 94V-0等级的基于聚丙烯的可注塑组合物,该组合物的熔体体积指数为用于制造该组合物的纯聚丙烯共聚物起始材料(或纯抗冲改性聚丙烯)的熔体体积指数的至少1.5倍高(如1.5~20倍、特别是1.5~3.0倍)。更特别地,当从熔体体积指数为0.5~20cm3/10min的市购的聚丙烯抗冲共聚物开始时,本发明提供具有1~50cm3/10min的熔体体积指数的组合物,所述熔体体积指数根据标准ASTM D1238-82测定。更特别地,当使用熔体体积指数为10~20cm3/10min的市购的聚丙烯抗冲共聚物时,本发明提供具有25~50cm3/10min的熔体体积指数的组合物。此外,当使用熔体体积指数为0.5~3cm3/10min的市购的聚丙烯抗冲共聚物时,本发明提供具有7~10cm3/10min的熔体体积指数的组合物。
本发明涉及UL 94 V-1或V-0等级的聚丙烯组合物,其包含聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯、磷酸三(三溴新戊基)酯阻燃剂以及阻燃增效组分,其中所述增效组分基本上由碳-碳引发剂组成。本发明进一步涉及改善聚丙烯组合物阻燃等级的方法,所述组合物包含聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯、以及磷酸三(三溴新戊基)酯阻燃剂,其中所述方法包括将碳-碳引发剂引入到所述组合物中,其中所述组合物不含三氧化二锑或者如前所述含有最低量(即,0~0.7重量%、优选0~0.5重量%、更优选0~0.3重量%、且甚至更优选0~0.1%(所述百分数为相对于所述组合物的总重量的重量百分数))的三氧化二锑。更优选地,本发明的基于聚丙烯共聚物的组合物完全不含三氧化二锑。根据本发明的一个实施方案,所述磷酸三(三溴新戊基)酯和所述碳-碳引发剂是以如前所述的基本上不含三氧化二锑的母料的形式提供的,其中,将所述母料与选自聚丙烯抗冲共聚物和抗冲改性聚丙烯的共混聚合物组合以形成本发明的UL 94 V-1或V-0等级的组合物。从而,本发明方法允许前述组合物获得改善的、更高的阻燃性水平(等级)(从UL 94V-2等级变化至UL 94V-1或V-0等级)。下列可接受的标准也可用于度量该改善:DIN 4102的第B1类、NF P 92-501的第M1类、BS 476第7部分的第1和2类、以及ASTM E-84的第I和II类。
应注意,为了确定本发明的组合物或由其制得的制品是否符合UL 94V-1或V-0等级,可基于通常用于UL 94试验的任何可接受的厚度(0.4mm、0.8mm、1.6mm或3.2mm)进行该试验。优选的厚度为0.8mm或1.6mm,且更优选1.6mm。
实施例
通用制备和测试程序
在Sartorius半分析天平上称取具有以下实施例和表格中所示组成的配制物,并在塑料袋中手动混合(或者,该混合操作可在用于混合粉末的任何合适的设备(如Loedige、Henschel或Papenmeyer低和高速混合机)中进行)。
在混合后,在BerstorffZE25同向旋转双螺杆挤出机(L/D=32∶1)中,对该具有实施例和表格中所示组成的配制物进行配混和造粒。用于对该组合物进行制备和造粒的加工条件总结于表1中。所用的聚丙烯(PP)以其熔体流动指数或熔体体积指数进行表征,所述熔体流动指数或熔体体积指数根据标准ASTM D1238-82在230℃下使用2.16Kg负载进行测量。
表1:配混条件
在320S/500-150型Arburg Allrounder机上进行注塑之前,将粒料在空气循环烘箱中在70℃下干燥两小时。用于制备性能测试用样条的注塑条件总结于表2中。
表2:注塑参数
评价以下性能:
1)采用Underwriters-Laboratories标准UL 94,测定厚度为3.2~0.8mm的模塑样品的阻燃性。在该UL 94试验中,使试样垂直地暴露于火焰10秒。该试样在底部引燃并燃烧起来。如果该试样在30秒内自熄,则再施加10秒的火焰。使燃烧滴落物(flaming droplet)下落到位于该样品下方的棉花(cotton)上。如果平均燃烧时间低于5秒(每次施加火焰)且滴落物不引燃所述棉花,则将该材料分类为UL 94V-0。如果平均燃烧时间低于25秒且滴落物不引燃所述棉花,则将该材料分类为UL 94V-1。如果平均燃烧时间低于25秒但是滴落物引燃所述棉花,则将该材料分类为UL 94V-2。
2)通过经由使用Q Panel Company制造的QUV测试仪使用313灯和55℃的面板温度进行UV辐射,对经注塑获得的样条进行持续255小时的加速老化(weathering)。在该暴露时间后,通过CIEL LAB型分光光度计记录该试样的颜色变化ΔDE。
3)根据标准ASTM D-256-81,通过Zwick产的5102型摆锤冲击试验机测定悬臂梁缺口冲击能量。
4)根据标准ASTM D-638-95,通过Universal Zwick 1435材料试验机测定拉伸性能。
5)使用Advanced Melt Flow Indexer(Rosand),根据如前所述的标准ASTM D1238-82测定熔体流动指数(MFI)或熔体体积指数(MVI)。
6)在Heraeus Instruments产的循环空气烘箱中进行起霜(Blooming)试验,在65℃下老化7和14天。通过用黑布擦拭表面并肉眼检查和估计布上的粉末量来评定等级(起霜是添加剂从聚合物基体的分离,其影响外观)。
实施例1~5(对比)
根据前述通用程序,将各种市售阻燃剂结合到聚丙烯共聚物中。所制备的组合物以及所测定的性能总结于下表3中。
表3
*苯并三唑型UV吸收剂
**不适用
实施例1作为用于比较目的的无任何阻燃剂的参照物给出。如由表3中的数据所说明的,所试验的阻燃剂需要高的负载量(36~64%)以达到UL 94的V-0等级(1.6mm)。实施例2~5中所试验的阻燃剂体系显著降低了组合物的熔体体积指数(MVI),并显著制约了组合物的加工性能和可注塑性。此外,观察到使用这些阻燃剂体系制造的模塑部件的密度的明显提高:约20~70%。
而且,冲击性能严重降低,模塑部件非常脆且具有受限的应用。所有这些阻燃剂体系还导致一定程度的表面起霜,从而导致外观损失。
实施例6~10(对比)
使用与实施例1~5中相同的加工、模塑和测试条件,对另外的配制物进行配混和模塑,并测试它们的阻燃性能,以试图获得符合UL 94V-0等级的基于聚丙烯共聚物的组合物。数据列于表4中。
表4
在实施例6~10中试验了两种含溴原子的脂族阻燃剂:FR-720(化学名四溴双酚A-二(2,3二溴丙基醚))和磷酸三(三溴新戊基)酯(FR-370)。明显地,虽然将包含FR-720(经改性的TBBA)和三氧化二锑的组合的聚丙烯共聚物组合物分类为根据UL 94试验的V-0(实施例6),该组合物发生严重起霜,且由所述组合物制得的模塑部件的冲击性能和外观差。
至于实施例7~10中所述的其它配制物,它们均未分类为根据UL 94试验的V-0。重要的是,注意到如果如实施例8中那样未将三氧化二锑与FR-720组合使用,则即使含溴阻燃剂的负载量为41%也不足以获得V-0等级的组合物。该观察结果清楚地说明,如果通过使用FR 720而使基于聚丙烯共聚物的组合物阻燃,则三氧化二锑实际上起到必不可少的有效的增效剂的作用,所述三氧化二锑有利地与溴化阻燃剂协同作用(但是,不幸的是,未保持最终制品的所期望的物理性能分布,如以上关于实施例6所述)。
关于第二种阻燃剂FR-370,该完全脂族的含溴阻燃剂未能使聚丙烯共聚物组合物达到所期望的UL 94V-0等级,即使当承载有高负载量的三氧化二锑时也是如此。
实施例11(对比)和12(本发明)
使用与实施例1~5中相同的加工、模塑和测试条件,对另外的配制物进行配混和模塑,并测试它们的阻燃性,以评价磷酸三(三溴新戊基)酯与C-C引发剂的组合在阻滞基于聚丙烯共聚物的组合物的可燃性方面的功效。数据列于表5中。
表5
实施例1是不含阻燃剂的一般参照例。如实施例11和12所说明的,在三氧化二锑增效剂的存在下,磷酸三(三溴新戊基)酯和C-C引发剂的组合没能给PP共聚物赋予所期望的UL 94V-0等级(实施例11),而相应的实施例12的不含三氧化二锑的聚丙烯配制物令人惊讶地通过了UL 94V-0试验(在所有厚度范围内,即,0.8mm、1.6mm和3.2mm)。
此外,如实施例12中所示,对于使用相对低的阻燃剂体系(磷酸三(三溴新戊基)酯和C-C引发剂的组合)负载量的基于聚丙烯共聚物的配制物,可达到所期望的UL 94V-0等级。低的阻燃剂体系负载量(19%重量/重量)以及致密三氧化二锑的不存在有助于降低最终产品的密度。基于聚丙烯的配制物的其它重要性能如下,这些其它重要性能由于三氧化二锑增效剂的除去而得到有利地改进:
1)熔体流动。根据本发明的所得配制物具有32的MVI,且因此,改善的熔体流动性允许将制品注塑成复杂的几何形状。
2)悬臂梁缺口冲击。如根据本发明制备的实施例12所示,所得悬臂梁缺口冲击高,允许在重负载的条件下使用制品。
3)外观。根据本发明制备的实施例12说明,持续几个月暴露于剧烈曝光的样品保持了其良好的外观且未变色。而且,本发明的好处还在于,即使在热老化之后,阻燃剂体系也未表现出表面迁移,从而保持了物体的良好外观。
实施例13(本发明)和14(对比)
使用与实施例1~5中相同的加工、模塑和测试条件,对另外的配制物进行配混和模塑,并测试它们的阻燃性,以评价磷酸三(三溴新戊基)酯与C-C引发剂的组合在阻滞PP共聚物的可燃性方面的功效。数据列于表6中。
表6
实施例15和16(均为本发明)
使用与实施例1~5中相同的加工、模塑和测试条件,对另外的配制物进行配混和模塑,并测试它们的阻燃性,以评价磷酸三(三溴新戊基)酯与C-C引发剂的组合在不存在三氧化二锑或存在少量三氧化二锑的情况下下阻滞PP共聚物的可燃性方面的功效。数据列于表7中。
表7
Claims (15)
1.聚丙烯组合物,其包含聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯以及有效阻燃量的(i)磷酸三(三溴新戊基)酯与(ii)碳-碳引发剂的混合物,其中,所述组合物中三氧化二锑的浓度为0~0.3重量%,使得所述组合物符合UL94等级V-1或V-0。
2.权利要求1的组合物,其包含不低于70%(重量/重量)的聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯,其中,相对于所述组合物的总重量,(i)所述磷酸三(三溴新戊基)酯和(ii)所述碳-碳引发剂的浓度分别不低于16%和0.1%,且(i)和(ii)的浓度之和不超过30%,其中所述组合物为UL94V-0等级。
3.权利要求2的组合物,其中,所述磷酸三(三溴新戊基)酯的浓度为16~24重量%且所述碳-碳引发剂的浓度为0.5~3重量%。
4.权利要求1的组合物,其中,所述三氧化二锑的浓度为0~0.1重量%。
5.权利要求1的组合物,其不含三氧化二锑。
6.权利要求2的组合物,其不含三氧化二锑。
7.权利要求3的组合物,其不含三氧化二锑。
8.权利要求4的组合物,其不含三氧化二锑。
9.权利要求1-8中任一项的组合物,其中,所述聚丙烯为聚丙烯抗冲共聚物。
10.权利要求9的组合物,其熔体体积指数为用于制造所述组合物的聚丙烯抗冲共聚物起始材料的熔体体积指数的至少1.5倍高。
11.权利要求10的组合物,其中所述聚丙烯抗冲共聚物起始材料具有0.5~20cm3/10min的熔体体积指数,且其中所述组合物具有1~50cm3/10min的熔体体积指数,所述熔体体积指数根据标准ASTM D1238-82测量。
12.改善聚丙烯组合物的阻燃等级的方法,所述组合物包含聚丙烯抗冲共聚物或抗冲改性聚丙烯以及磷酸三(三溴新戊基)酯阻燃剂,其中,所述方法包括在所述组合物中引入碳-碳引发剂,其中所述组合物包含0~0.3重量%的三氧化二锑并且实现UL94V-1或V-0等级。
13.权利要求12的方法,其中,所述三氧化二锑的量为0~0.1重量%。
14.权利要求12-13中任一项的方法,其中,以基本上不含三氧化二锑的母料的形式提供所述磷酸三(三溴新戊基)酯和所述碳-碳引发剂,其中将所述母料与选自聚丙烯抗冲共聚物和抗冲改性聚丙烯的共混聚合物组合以形成UL94V-1或V-0等级的组合物。
15.由权利要求1-11中任一项的基于聚丙烯的组合物形成的热塑性制品。
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