CN114341269A - 阻燃聚合物组合物及由其制成的制品 - Google Patents
阻燃聚合物组合物及由其制成的制品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114341269A CN114341269A CN202080061023.7A CN202080061023A CN114341269A CN 114341269 A CN114341269 A CN 114341269A CN 202080061023 A CN202080061023 A CN 202080061023A CN 114341269 A CN114341269 A CN 114341269A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer composition
- flame retardant
- amount
- metal
- retardant polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/10—Esters; Ether-esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
- C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
- C08K5/3477—Six-membered rings
- C08K5/3492—Triazines
- C08K5/34924—Triazines containing cyanurate groups; Tautomers thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
- C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/56—Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/019—Specific properties of additives the composition being defined by the absence of a certain additive
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/04—Thermoplastic elastomer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
公开了无卤阻燃聚合物组合物。该聚合物组合物包含热塑性聚合物,例如聚对苯二甲酸丁二醇酯。该热塑性聚合物与阻燃剂结合,该阻燃剂包括次膦酸盐、亚磷酸盐和含氮增效剂。此外,该组合物可含有含氟聚合物和有机金属增容剂。即使该阻燃组合物含有大于60wt%的量的热塑性聚合物,该阻燃组合物也显示出优异的阻燃性。
Description
相关申请
本申请基于并要求2019年6月28日提交的申请序列号为62/868,061的美国临时申请的优先权,其通过引用并入本文。
背景技术
工程热塑性塑料和弹性材料通常用于多种不同的应用,以生产模制零件和模制品。例如,聚酯聚合物和聚酯弹性体用于生产所有不同类型的模制品,例如注塑模制品、吹制模制品等。例如,可配制聚酯聚合物以使其具有耐化学性、具有优异的强度性能,并且在配制含有聚酯弹性体的组合物时其具有柔韧性。特别有利的是,聚酯聚合物由于其热塑性而可被熔融加工。此外,聚酯聚合物可被回收和再加工。
本领域技术人员在用热塑性聚合物生产模制部件和模制品时面临的一个问题是使制品具有阻燃性的能力。尽管几乎无限的多种不同的阻燃剂被投入市场并被销售,但为特定的热塑性聚合物组合物选择合适的阻燃剂是困难的且不可预测的。此外,许多可用的阻燃剂含有卤素化合物,例如溴化合物,其在生产过程中会产生刺激性化学气体。
鉴于上述情况,已经开发和测试了各种无卤阻燃剂。特别地,各种不同的磷化合物已被用作热塑性聚合物组合物中的阻燃剂。然而,为了满足某些要求,磷化合物通常与许多其他不同的助剂组合,例如其他聚合物和填料。然而,磷基阻燃包倾向于严重和不利地影响聚合物的物理性能,包括熔融加工聚合物的能力。此外,许多阻燃包不能为许多应用提供足够的阻燃性。
鉴于以上,目前需要一种可与热塑性聚合物一起使用的无卤阻燃组合物。还存在对一种用于热塑性聚合物的阻燃组合物的需要,该阻燃组合物保持各种聚合物性能,例如保持流动性能。
发明内容
一般而言,本公开涉及一种聚合物组合物,该聚合物组合物包含热塑性聚合物以及阻燃组合物。仔细选择阻燃组合物的组分以生产具有改进的耐火性能的聚合物组合物。例如,当根据美国保险实验室测试(Underwriters Laboratories Test)94进行测试时,该聚合物组合物即使为0.4mm的厚度也可显示出V-0等级。此外,也对阻燃组合物的组分进行选择以保持聚合物组合物的各种物理性能。
例如,在一个实施方式中,本公开涉及包含热塑性聚合物的阻燃聚合物组合物。该热塑性聚合物可以大于约40wt%的量存在于聚合物组合物中,例如以大于约60wt%的量,例如以大于约65wt%的量,例如以大于约70wt%的量,例如以大于约75wt%的量。任何合适的热塑性聚合物可以用于本公开的聚合物组合物中,例如聚烯烃、聚酰胺和聚酯聚合物。然而,本公开的阻燃组合物特别适合与聚酯聚合物例如聚对苯二甲酸丁二醇酯共混。
根据本公开,将热塑性聚合物与阻燃组合物组合,该阻燃组合物包含金属次膦酸盐、金属亚磷酸盐和含氮增效剂的组合。例如,金属亚磷酸盐可以包括具有下式的亚磷酸铝:Al2(HPO3)3。另一方面,金属次膦酸盐可以是二烷基次膦酸盐,例如二乙基次膦酸铝。含氮增效剂可包括三聚氰胺,例如氰尿酸三聚氰胺。在一个方面,金属次膦酸盐以约5wt%至约30wt%的量、例如约10wt%至约25wt%、例如以约12wt%至约19wt%的量存在于聚合物组合物中。金属亚磷酸盐通常可以约0.5wt%至约9wt%的量、例如约1wt%至约7wt%、例如约2wt%至约5wt%的量存在于聚合物组合物中。在另一个方面,含氮增效剂通常可以约0.01wt%至约7wt%的量、例如约0.3wt%至约4wt%、例如以约0.5wt%至约2.3wt%的量存在于聚合物组合物中。
阻燃聚合物组合物还可含有聚四氟乙烯。聚四氟乙烯例如可以约0.1wt%至约5wt%的量存在于聚合物组合物中。
阻燃聚合物组合物还可包含有机金属增容剂。有机金属增容剂例如可以为钛酸盐。可用的钛酸盐的一个例子是2-丙氧基三(二辛基)磷酸根O合钛(IV)(titanium IV 2-propanolato,tris(dioctyl)phosphato-O)。有机金属增容剂通常可以约0.05wt%至约2.5wt%的量存在于聚合物组合物中。阻燃聚合物组合物还可包含羧酸的酯。例如,该酯可以通过使褐煤酸与多官能醇反应来形成。多官能醇可以是乙二醇或甘油。羧酸的酯通常可以约0.05wt%至约8wt%的量存在于聚合物组合物中。在一个方面,可以配置阻燃聚合物组合物以使其不含金属氧化物、金属氢氧化物、金属硼酸盐和金属锡酸盐。过去,这些组分通常用作阻燃助剂,并被教导在许多配方中是必需的。然而,已发现消除一种或多种上述组分产生了具有更好的物理性能(包括流动性能)的聚合物组合物。
例如,本公开的阻燃聚合物组合物在250℃和2.16kg的负载下测试时可具有至少4cm3/10min、例如大于约5cm3/10min、例如大于约10cm3/10min的熔体流动速率。过去,在热塑性聚合物中添加磷基阻燃包会倾向于显著不利地影响聚合物的流动性能。因此,在过去,为了能够测量熔体流动指数,在275℃测试熔体流动速率。然而,本公开的阻燃聚合物组合物可被配制并且可在较低温度例如250℃显示出足够的流动性能。
下面更详细地讨论本公开的其他特征和方面。
具体实施方式
本领域普通技术人员将理解,本讨论仅是示例性实施方式的描述,并且不旨在限制本公开的更宽的方面。
一般而言,本公开涉及一种无卤阻燃聚合物组合物。根据本公开制备的聚合物组合物不仅在根据美国保险实验室测试进行测试时展现出优异的可燃性等级,而且还具有优异的机械性能,包括聚合物加工性能。根据本公开的与热塑性聚合物组合的阻燃组合物包括已发现协同作用的选定组分。也可配制阻燃组合物以便可排除过去使用的各种阻燃助剂而不损害聚合物组合物的阻燃性能。事实上,已发现排除某些组分以保持组合物的各种物理性质,例如组合物的熔体流动特性。
通常,本公开的阻燃聚合物组合物包含合适的热塑性聚合物,例如聚对苯二甲酸丁二醇酯,并结合含有金属次膦酸盐、金属亚磷酸盐和含氮增效剂的阻燃组合物。此外,该组合物可含有含氟聚合物,例如聚四氟乙烯。阻燃聚合物组合物还可包含有机金属增容剂。有机金属增容剂被认为不仅改善了组合物的阻燃性能,而且还可显著和出乎意料地改善聚合物组合物在被加热时的流动性能。
本公开的阻燃聚合物组合物也可在不包含过去使用的各种阻燃助剂的情况下进行配制。例如,本公开的阻燃聚合物组合物可在不包含金属氧化物、金属氢氧化物、金属硼酸盐和/或金属锡酸盐的情况下配制。例如,本公开的阻燃聚合物组合物,在一方面,可在不包含以下的情况下进行配制:氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化锌、氧化锰、氧化锡、氢氧化铝、勃姆石、二铝碳酸镁、水钙铝石、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锌、氧化锡水合物、氢氧化锰、硼酸锌、碱式硅酸锌或锡酸锌。过去认为在某些应用中需要上述组分之一以获得较低的可燃性等级。然而,上述填料会干扰聚合物组合物的各种物理性质。
如上所述,聚合物组合物通常包含热塑性聚合物。通常,可以使用任何合适的热塑性聚合物。热塑性聚合物可以是例如聚酰胺、诸如乙烯聚合物或丙烯聚合物的聚烯烃、聚酯聚合物、聚碳酸酯聚合物等等。然而,本公开的阻燃组合物特别适合与聚酯聚合物一起使用。
本文适用的聚酯衍生自含有2个至约10个碳原子的脂肪族或脂环族二醇或其混合物和芳香族二羧酸,即聚对苯二甲酸亚烷基酯。
衍生自脂环族二醇和芳香族二羧酸的聚酯通过使例如1,4-环己烷二甲醇的顺式或反式异构体(或其混合物)与芳香族二羧酸缩合来制备。
芳香族二羧酸的实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对-羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯基醚等,以及它们的混合物。所有这些酸都含有至少一个芳香核。稠环也可存在于例如1,4-或1,5-或2,6-萘二羧酸中。在一个实施方式中,二羧酸是对苯二甲酸或对苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物。
可以用于聚合物组合物中的聚酯例如包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、其混合物和其共聚物。
热塑性聚合物如聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物以足以形成连续相的量存在于聚合物组合物中。例如,热塑性聚合物可以至少约40wt%的量存在于聚合物组合物中,例如以至少约60wt%的量,例如以至少约65wt%的量,例如以至少约70wt%的量,例如至少约75wt%,例如至少约80wt%。热塑性聚合物通常以小于约97wt%的量存在。
根据本公开,将至少一种如上所述的热塑性聚合物与根据本公开的阻燃组合物组合。该阻燃组合物含有金属次膦酸盐、金属亚磷酸盐和含氮增效剂。
例如,金属次膦酸盐可以是次膦酸二烷基酯和/或二次膦酸盐。金属次膦酸盐可以具有以下化学结构之一:
其中R1、R2相同或不同,并且各自为直链或支链C1-C6-烷基;R3是直链或支链C1-C10-亚烷基、C6-C10-亚芳基、C7-C20-烷基亚芳基或C7-C20-芳基亚烷基;M是Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K和/或质子化氮碱;m为1至4;n为1至4;x为1至4。
在一个实施方式中,金属次膦酸盐是金属二烷基次膦酸盐,例如二乙基次膦酸铝。金属次膦酸盐通常可以大于约5wt%的量、例如以大于约10wt%的量、例如以大于约15wt%的量、例如以大于约20wt%的量并且通常以小于约25wt%的量、例如以小于约22wt%的量、例如以小于约19wt%的量、例如以小于约17wt%的量、例如以小于约14wt%的量存在于聚合物组合物中。在一个实施方式中,金属次膦酸盐以约12wt%至约19wt%的量存在于聚合物组合物中。
聚合物组合物中存在的金属亚磷酸盐可是由上述任何金属(M)制成的任何合适的金属亚磷酸盐。在一个方面,金属亚磷酸盐是亚磷酸铝。亚磷酸铝可具有以下化学结构:Al2(HPO3)3。其他形式的亚磷酸铝也可以存在于聚合物组合物中。这样的其他形式包括碱性亚磷酸铝、亚磷酸铝四水合物等。在又一个实施方式中,亚磷酸铝可以具有下式:Al(H2PO3)3。
金属亚磷酸盐被认为与金属次膦酸盐协同作用以改善聚合物组合物的阻燃性能,尤其是当聚合物组合物含有聚对苯二甲酸丁二醇酯时。金属次膦酸盐和金属亚磷酸盐之间的重量比通常可为约10:8至约30:1,例如约10:1至约20:1,例如约14:1至约18:1。在一个方面,金属亚磷酸盐可以大于约0.5wt%的量、例如以大于约1wt%的量、例如以大于约1.5wt%的量、例如以大于约2wt%的量并且通常以小于约10wt%的量、例如以小于约7wt%的量、例如以小于约5wt%的量、例如以小于约3wt%的量存在于聚合物组合物中。
与金属次膦酸盐和金属亚磷酸盐结合存在的含氮增效剂可包括三聚氰胺。例如,含氮增效剂可以包括氰尿酸三聚氰胺。可以使用的其他三聚氰胺化合物包括聚磷酸三聚氰胺、聚磷酸双三聚氰胺、聚磷酸蜜勒胺、聚磷酸蜜白胺、聚磷酸氰尿酰胺(melonpolyphosphate)等。可以使用的其他含氮增效剂包括苯并胍胺、三(羟乙基)异氰脲酸酯、尿囊素、甘脲、胍或它们的混合物。通常,聚合物组合物中只需要存在少量的含氮增效剂。例如,含氮增效剂可以小于约4wt%的量、例如以小于约3.4wt%的量、例如以小于约2.3wt%的量、例如以小于约1.8wt%的量、例如以小于约1.5wt%的量并且通常以大于约0.1wt%的量、例如以大于约0.3wt%的量、例如以大于约0.8wt%的量、例如以大于约1.1wt%的量存在于聚合物组合物中。
除了如上所述的热塑性聚合物和阻燃组合物外,本公开的聚合物组合物还可包含聚四氟乙烯和/或有机金属增容剂。
例如,本公开的阻燃聚合物组合物可含有含氟聚合物,例如聚四氟乙烯粉末。例如,聚四氟乙烯颗粒可具有小于约15微米、例如小于约12微米、例如小于约10微米、例如小于约8微米的平均粒度。聚四氟乙烯颗粒的平均粒度通常大于约0.5微米,例如大于约1微米,例如大于约2微米,例如大于约3微米,例如大于约4微米,例如大于约5微米。平均粒径可根据ISO测试13321进行测量。
在一种实施方式中,聚四氟乙烯颗粒可具有相对低的分子量。当根据ASTM测试D4895进行测试时,聚四氟乙烯聚合物可以具有约300g/l至约450g/l、例如约325g/l至约375g/l的密度。当根据测试DIN66132进行测试时,聚四氟乙烯颗粒可具有约5m2/g至约15m2/g、例如约8m2/g至约12m2/g的比表面积。当根据ISO测试1133在372℃、10kg负载下进行测试时,聚四氟乙烯聚合物的熔体流动速率可小于约3g/10min,例如小于约2g/10min。
聚四氟乙烯颗粒可以大于约0.1wt%的量、例如以大于约0.2wt%的量、例如以大于约0.3wt%的量、例如以大于约0.4wt%的量存在于聚合物组合物中。聚四氟乙烯颗粒通常以小于约5wt%的量、例如以小于约4wt%的量、例如以小于约3wt%的量、例如以小于约2wt%的量存在于聚合物组合物中。
当存在于聚合物组合物中时,如上所述的含氟聚合物可提供各种不同的益处和优点。例如,含氟聚合物可改善由聚合物组合物制成的模制品的各种物理性能。此外,含氟聚合物可促进聚合物组合物的熔融加工。含氟聚合物还可具有阻燃性能。例如,当暴露于明火时,含氟聚合物可将聚合物组合物保持为粘合块,并且可抑制熔融聚合物材料在火焰测试期间与聚合物组合物分离形成液滴。
聚合物组合物还可包含有机金属增容剂。已发现有机金属增容剂出人意料地显著改善加工过程中的聚合物组合物的流动性能。此外,有机金属增容剂可提供各种其他益处和优点。例如,有机金属增容剂可提供抗腐蚀性能,增加聚合物组合物的耐酸性,并且可改善聚合物组合物的长期老化性能。此外,有机金属增容剂在某些应用中可用作膨胀型阻燃剂。
有机金属增容剂可以包含单烷氧基钛酸酯。可以使用的其他有机金属化合物包括锆酸盐和铝酸盐。可以掺入聚合物组合物中的钛酸盐的具体实例包括:2-丙氧基三异十八烷酸根-O合钛(IV)(Titanium IV 2-propanolato,tris isooctadecanoato-O);双2-甲基-2-丙氧基-O·三异十八烷酸根-O 2-丙氧基合钛(IV)(Titanium IV bis 2-methyl-2-propenoato-O,isooctadecanoato-O 2-propanolato);2-丙氧基三(十二烷基)苯磺酸根-O合钛(IV)(Titanium IV 2-propanolato,tris(dodecyl)benzenesulfanato-O);2-丙氧基三(二辛基)磷酸根-O合钛(IV)(Titanium IV 2-propanolato,tris(dioctyl)phosphato-O);三(2-甲基)-2-丙烯酸-O甲氧基二甘醇酸合钛(IV)(Titanium IV,tris(2-methyl)-2-propenoato-O,methoxydiglycolylato);2-丙氧基三(十二烷基)焦磷酸根-O合钛(IV)(Titanium IV2-propanolato,tris(dioctyl)pyrophosphato-O);三(2-丙氧基-O)甲氧基二甘醇酸合钛(IV)(Titanium IV,tris(2-propenoato-O),methoxydiglycolylato-O);2-丙氧基三(3,6-二氮杂)己醇根合钛(IV)(Titanium IV 2-propanolato,tris(3,6-diaza)hexanolato)、及其混合物。
当存在于聚合物组合物中时,有机金属增容剂的含量通常可大于约0.05wt%,例如大于约0.1wt%,例如大于约0.2wt%,例如大于约0.4wt%,并且通常小于约2.8wt%,例如小于约2.5wt%,例如小于约2.2wt%,例如小于约1.8wt%,例如小于约1.6wt%,例如小于约1.2wt%。
本发明的热塑性聚合物组合物还可以包括占聚合物组合物的约0.01wt%至约2wt%的润滑剂,在一些实施方式中约0.1wt%至约1wt%,并且在一些实施方式中,约0.2wt%至约0.5wt%。润滑剂可以由衍生自链长为22个至38个碳原子、在一些实施方式中为24个至36个碳原子的脂肪酸的脂肪酸盐形成。这种脂肪酸的实例可以包括长链脂肪族脂肪酸,例如褐煤酸(二十八烷酸)、花生酸(花生油酸、二十酸、二十烷酸、正二十烷酸)、二十四烷酸(木蜡酸)、山萮酸(二十二烷酸)、二十六烷酸(蜡酸)、蜂花酸(三十烷酸)、芥酸、鲸蜡烯酸、巴惟酸、鲨鱼酸、神经酸等。例如,褐煤酸具有28个原子的脂肪族碳链,而花生酸具有20个原子的脂肪族碳链。由于脂肪酸提供的长碳链,润滑剂具有高热稳定性和低挥发性。这允许润滑剂在所需制品的形成过程中保持功能,以减少内部和外部摩擦,从而减少由机械/化学效应引起的材料降解。
脂肪酸盐可以通过脂肪酸蜡的皂化以中和过量的羧酸并形成金属盐来形成。皂化可以用金属氢氧化物发生,例如碱金属氢氧化物(例如,氢氧化钠)或碱土金属氢氧化物(例如,氢氧化钙)。所得脂肪酸盐通常包括碱金属(例如钠、钾、锂等)或碱土金属(例如钙、镁等)。这种脂肪酸盐的酸值(ASTM D 1386)通常为约20mg KOH/g或更低,在一些实施方式中为约18mg KOH/g或更低,在一些实施方式中,为约1mg KOH/g至约15mg KOH/g。用于本发明的特别合适的脂肪酸盐衍生自粗褐煤蜡,其含有链长在C28-C32范围内的直链、没有分支的一元羧酸。这种褐煤酸盐可从Clariant GmbH以名称CaV 102(长链直链褐煤酸的钙盐)和NaV 101(长链直链褐煤酸的钠盐)商购获得。
如果需要,可以使用脂肪酸酯作为润滑剂。脂肪酸酯可以通过粗天然蜡的氧化漂白并随后用醇酯化脂肪酸来获得。该醇通常具有1个至4个羟基和2个至20个碳原子。当醇是多官能的(例如,2个至4个羟基基团)时,特别需要2个至8个碳原子数。特别合适的多官能醇可以包括二元醇(例如,乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和1,4-环己二醇)、三元醇(例如,甘油和三羟甲基丙烷)、四元醇(例如季戊四醇和赤藓糖醇)等。芳族醇也可以是合适的,例如邻甲苯甲醇、间甲苯甲醇和对甲苯甲醇、氯苯甲醇、溴苯甲醇、2,4-二甲基苯甲醇、3,5-二甲基苯甲醇、2,3,5-异丙苯醇、3,4,5-三甲基苯甲醇、对枯烯醇、1,2-邻苯二甲醇、1,3-双(羟甲基)苯、1,4-双(羟甲基)苯、假异丙苯二醇、均三甲苯二醇和均三甲苯甘油。用于本发明的特别合适的脂肪酸酯衍生自褐煤蜡。例如,OP(Clariant)含有用丁二醇部分酯化的褐煤酸和用氢氧化钙部分皂化的褐煤酸。因此,OP含有褐煤酸酯和褐煤酸钙的混合物。可以使用的其他褐煤酸酯包括E、OP和WE 4(均来自Clariant),例如,它们是作为来自粗褐煤蜡的氧化精炼的副产品而获得的褐煤酸酯。E和WE 4含有用乙二醇或甘油酯化的褐煤酸。
其他已知的蜡也可用于润滑剂中。例如,可以使用通过脂肪酸与具有2个至18个、尤其是2个至8个碳原子的单胺或二胺(例如乙二胺)反应形成的酰胺蜡。例如,可以使用通过乙二胺和脂肪酸的酰胺化反应形成的亚乙基双酰胺蜡。脂肪酸可以在C12至C30的范围内,例如由硬脂酸(C18脂肪酸)形成亚乙基双硬脂酰胺蜡。亚乙基双硬脂酰胺蜡可从Lonza,Inc.以名称C商购,其具有142℃的离散熔融温度。其他亚乙基双酰胺包括由月桂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、油硬脂酸、肉豆蔻酸和十一烷酸形成的双酰胺。还有其他合适的酰胺蜡是N-(2-羟乙基)12-羟基硬脂酰胺和N,N'-(亚乙基双)12-羟基硬脂酰胺,它们分别可从Rutherford Chemicals LLC的部门CasChem以名称220和285商购获得。
聚合物组合物还可以包含至少一种稳定剂。稳定剂可以包括抗氧化剂、光稳定剂如紫外光稳定剂、热稳定剂等。
组合物中可以使用空间位阻酚类抗氧化剂。这种酚类抗氧化剂的实例包括:例如,双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸乙酯)钙(1425);对苯二甲酸1,4-二硫代-,S,S-双(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)酯(1729);三甘醇双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基氢化肉桂酸酯);六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)(259);1,2-双(3,5,二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰)酰肼(1024);4,4'-二叔辛基二苯胺(438R);膦酸(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-二十八烷基酯(1093);1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3',5'-二叔丁基-4'羟基苄基)苯(1330);2,4-双(辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪(565);3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯(1135);3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯(1076);3,7-双(1,1,3,3-四甲基丁基)-10H-吩噻嗪(LO 3);2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)单丙烯酸酯(3052);2-叔丁基-6-[1-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)乙基]-4-甲基苯基丙烯酸酯(TM 4039);2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯(GS);1,3-二氢-2H-苯并咪唑(MB);2-甲基-4,6-双[(辛硫基)甲基]苯酚(1520);N,N'-三亚甲基双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺(1019);4-n-十八烷氧基-2,6-二苯基苯酚(1063);2,2'-亚乙基双[4,6-二叔丁基苯酚](129);N,N'-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)(1098);(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)膦酸二乙酯(1222);4,4'-二叔辛基二苯胺(5057);N-苯基-1-萘胺(L 05);三[2-叔丁基-4-(3-叔丁基-4-羟基-6-甲基苯硫基)-5-甲基苯基]亚磷酸酯(OSP 1);二壬二硫代氨基甲酸锌(VP-ZNCS 1);3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷( AG80);季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](1010);乙烯-双(氧乙烯)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)-丙酸酯(245);3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯(Lowinox BHT,Chemtura)等。
用于本组合物的合适的空间位阻酚类抗氧化剂的一些实例是具有以下通式的三嗪抗氧化剂:
其中,每个R独立地为酚基,其可以通过C1至C5烷基或酯取代基与三嗪环连接。优选地,每个R是下式(I)-(III)中的一个:
这种三嗪基抗氧化剂的市售实例可以从American Cyanamid以名称1790(其中每个R基团由式III表示)以及从Ciba Specialty Chemicals以名称3114(其中每个R基团由式I表示)和3125(其中每个R基团由式II表示)获得。
空间位阻酚类抗氧化剂可以占整个稳定化聚合物组合物的约0.01wt.%至约3wt.%、在一些实施方式中约0.05wt.%至约1wt.%以及在一些实施方式中约0.05wt.%至约0.3wt.%。例如,在一个实施方式中,抗氧化剂包括季戊四醇四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯。
受阻胺光稳定剂(Hindered amine light stabilizer,HALS)可以用于组合物中以抑制聚酯组合物的降解并因此延长其耐用性。合适的HALS化合物可以衍生自取代的哌啶,例如烷基取代的哌啶基、哌啶基、哌嗪酮、烷氧基哌啶基化合物等。例如,受阻胺可以衍生自2,2,6,6-四烷基哌啶基。不管其衍生自何种化合物,受阻胺通常是数均分子量为约1000或更高、在一些实施方式中为约1000至约20000、在一些实施方式中为约1500至约15000并且在一些实施方式中为约2000至约5000的低聚化合物或高分子化合物。这样的化合物的每个聚合物重复单元通常包含至少一个(例如1个至4个)2,2,6,6-四烷基哌啶基。
不受理论的限制,据信高分子量受阻胺是相对热稳定的,因此即使在经受挤出条件之后也能够抑制光降解。一种特别合适的高分子量受阻胺具有以下通用结构:
另一种合适的高分子量受阻胺具有以下结构:
其中,n为1至4且R30独立地为氢或CH3。这种低聚化合物可从Adeka Palmarole SAS(Adeka Corp.和Palmarole Group的合资企业)以名称ADKLA-63(R30是CH3)和ADKLA-68(R30是氢)商购获得。
合适的高分子量受阻胺的其他实例包括:例如,N-(2-羟乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇和琥珀酸的低聚物(来自Ciba Specialty Chemicals的622,MW=4000);三聚氰酸与N,N-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-六亚甲基二胺的低聚物;聚((6-吗啉-S-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-亚氨基六亚甲基-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-亚氨基)(来自Cytec的UV 3346,MW=1600);聚甲基丙基-3-氧基-[4(2,2,6,6-四甲基)-哌啶基硅氧烷(来自Great Lakes Chemical的299,MW=1100至2500);α-甲基苯乙烯-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)马来酰亚胺与N-硬脂基马来酰亚胺的共聚物;2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷-3,9-二乙醇四甲基-聚合物与1,2,3,4-丁烷四羧酸;等等。
除了高分子受阻胺外,低分子量受阻胺也可以用于组合物中。这种受阻胺通常是单体性质的并且具有约1000或更小的分子量,在一些实施方式中为约155至约800,并且在一些实施方式中为约300至约800。
这种低分子量受阻胺的具体实例可以包括:例如,双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(来自Ciba Specialty Chemicals的770,Mw=481);双-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丁基-丙烷二酸酯;双-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯;8-乙酰-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺-(4,5)-癸烷-2,4-二酮丁二酸-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯;四-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯;7-氧杂-3,20-二氮杂二螺(5.1.11.2)二十一碳-20-丙酸2,2,4,4-四甲基-21-氧代十二烷基酯;N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N'-氨基草酰胺;o-t-戊基-o-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)过氧碳酸酯;β-丙氨酸N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)十二烷基酯;N-(1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)-N'-十二烷基乙二酰胺;3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-吡咯烷-2,5-二酮;3-十二烷基-1-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-吡咯烷-2,5-二酮;3-十二烷基-1-(1-乙酰基,2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-吡咯烷-2,5-二酮(来自Clariant的3058,MW=448.7);4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶;1-[2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰氧基)乙基]-4-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶;2-甲基-2-(2",2",6",6"-四甲基-4"-哌啶基氨基)-N-(2',2',6',6'-四甲基-4'-哌啶基)丙酰胺;1,2-双-(3,3,5,5-四甲基-2-氧代-哌嗪基)乙烷;4-油酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶;及其组合。其他合适的低分子量受阻胺描述于Malik等人的美国专利第5,679,733中。
受阻胺可以单独使用或以任何量组合使用以实现所需性能,但通常占聚合物组合物的约0.01wt%至约4wt%。
UV吸收剂,例如苯并三唑类或二苯甲酮类,可用于组合物中以吸收紫外光能量。合适的苯并三唑类可以包括:例如,2-(2-羟基苯基)苯并三唑,例如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑;2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑(来自Cytec的UV 5411);2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑;2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑;2-(2-羟基-3,5-二枯基苯基)苯并三唑;2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑基苯酚);2-(2-羟基-3-叔丁基-5-羧基苯基)苯并三唑的聚乙二醇酯;2-[2-羟基-3-(2-丙烯酰氧基乙基)-5-甲基苯基]-苯并三唑;2-[2-羟基-3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-5-叔丁基苯基]苯并三唑;2-[2-羟基-3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-5-叔辛基苯基]苯并三唑;2-[2-羟基-3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-5-叔丁基苯基]-5-氯苯并三唑;2-[2-羟基-5-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]苯并三唑;2-[2-羟基-3-叔丁基-5-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]苯并三唑;2-[2-羟基-3-叔戊基-5-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]苯并三唑;2-[2-羟基-3-叔丁基-5-(3-甲基丙烯酰氧基丙基)苯基]-5-氯苯并三唑;2-[2-羟基-4-(2-甲基丙烯酰氧基甲基)苯基]苯并三唑;2-[2-羟基-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)苯基]苯并三唑;2-[2-羟基-4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基)苯基]苯并三唑;及其组合。
示例性二苯甲酮光稳定剂同样可以包括:2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮;2,4-二羟基二苯甲酮;2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)丙烯酸乙酯(来自Cytec的UV209);2-羟基-4-正辛氧基)二苯甲酮(来自Cytec的531);2,2'-二羟基-4-(辛氧基)二苯甲酮(来自Cytec的UV 314);十六烷基-3,5-双-叔丁基-4-羟基苯甲酸酯(来自Cytec的UV 2908);2,2'-硫代双(4-叔辛基苯酚)-正丁胺镍(II)(来自Cytec的UV 1084);3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸(2,4-二叔丁基苯基)酯(来自Cytec的712);4,4'-二甲氧基-2,2'-二羟基二苯甲酮(来自Cytec的UV 12);及其组合。
当使用时,UV吸收剂可以占整个聚合物组合物的约0.01wt%至约4wt%。
在一个实施方式中,聚合物组合物可以包含产生抗紫外线性和颜色稳定性的稳定剂的混合物。稳定剂的组合可以允许生产具有明亮和荧光颜色的产品。此外,可生产颜色鲜艳的且不会随着时间的推移出现明显褪色的产品。例如,在一个实施方式中,聚合物组合物可以包含苯并三唑光稳定剂和受阻胺光稳定剂如低聚受阻胺的组合。
有机磷化合物可以在组合物中用作副抗氧化剂以将过氧化物和氢过氧化物分解成稳定的非自由基产物。三价有机磷化合物(例如亚磷酸酯或亚膦酸酯(phosphonite))在本发明的稳定化体系中特别有用。在本发明的某些实施方式中可以使用单亚磷酸酯化合物(即每个分子只有一个磷原子)。优选的单亚磷酸酯是在至少一个芳氧基上含有C1至C10烷基取代基的芳基单亚磷酸酯。这些取代基可以是直链的(如在壬基取代基的情况下)或支链的(如异丙基或叔丁基取代基)。合适的芳基单亚磷酸酯(或单亚膦酸酯)的非限制性实例可以包括:亚磷酸三苯酯;亚磷酸二苯烷基酯;苯基二烷基亚磷酸酯;三(壬基苯基)亚磷酸酯(WestonTM 399,购自GE Specialty Chemicals);三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168,可购自Ciba Specialty Chemicals Corp.);双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)亚磷酸乙酯(38,购自Ciba Specialty Chemicals Corp.);以及2,2',2"-氮川[三乙基三(3,3'5,5'-四叔丁基-1,1'-联苯-2,2'-二基)磷酸酯(12,购自CibaSpecialty Chemicals Corp.)。芳基二亚磷酸酯或二亚膦酸酯(即,每个亚磷酸酯分子含有至少两个磷原子)也可用于稳定化体系中,并且可以包括例如二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(购自Ciba的Irgafos 126);二(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯;二异癸氧基季戊四醇二亚磷酸酯;二(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯;双(2,4,6-三-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2,4-二-叔丁基苯基)4,4'-亚联苯基-二亚膦酸酯(购自科莱恩的SandostabTM P-EPQ)和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(S-9228)。
有机磷化合物可以占聚合物组合物的约0.01wt%至约2wt%,在一些实施方式中约0.05wt%至约1wt%,并且在一些实施方式中约0.1wt%至约0.5wt%。
除了上面提到的那些,仲胺也可以用于组合物中。仲胺本质上可以是芳族的,例如N-苯基萘胺(例如,来自Uniroyal Chemical的PAN);二苯胺,例如4,4'-双(二甲基苄基)-二苯胺(例如来自Uniroyal Chemical的445);对苯二胺(例如来自Goodyear的300);喹诺酮类等。特别合适的仲胺是低聚胺或高分子胺,例如均聚或共聚的聚酰胺。这种聚酰胺的实例可以包括尼龙3(聚-β-丙氨酸)、尼龙6、尼龙10、尼龙11、尼龙12、尼龙6/6、尼龙6/9、尼龙6/10、尼龙6/11、尼龙6/12、聚酯酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酰胺等。在一个具体的实施方式中,胺是具有在120℃至220℃范围内的熔点的聚酰胺三元共聚物。合适的三元共聚物可以基于选自尼龙6、尼龙6/6、尼龙6/9、尼龙6/10和尼龙6/12的尼龙,并且可以包括尼龙6-66-69;尼龙6-66-610和尼龙6-66-612。这种尼龙三元共聚物的一个例子是尼龙6-66-610三元共聚物,并且可以从Du Pont de Nemours以名称8063R商购。
仲胺可以占整个聚合物组合物的约0.01wt%至约2wt%。
除了上述成分之外,聚合物组合物还可以包括各种其他成分。可以使用的着色剂包括任何期望的无机颜料,例如二氧化钛,群青,钴蓝,以及其他有机颜料和染料,例如酞菁,蒽醌等。其他着色剂包括炭黑或各种其他可溶于聚合物的染料。着色剂在组合物中的存在量通常可达约2wt%。
除了热塑性聚合物基质之外,聚合物组合物还可以包含增强纤维。可以有利地使用的增强纤维是矿物纤维(例如玻璃纤维)、聚合物纤维(特别是有机高模量纤维,例如聚芳酰胺纤维)、或金属纤维(例如钢纤维)、或碳纤维或天然纤维、来自可再生资源的纤维。
这些纤维可以是改性的或未改性的形式,例如,为了提高对塑料的粘附力,提供为具有胶料或经化学处理的。特别优选的是玻璃纤维。
玻璃纤维具有胶料以保护玻璃纤维,使纤维平滑,但也改善纤维与基质材料之间的粘合性。胶料通常包含硅烷、成膜剂、润滑剂、润湿剂、粘合剂、可选的抗静电剂和增塑剂、乳化剂和可选的其他添加剂。
硅烷的具体实例为氨基硅烷,例如3-三甲氧基甲硅烷基丙胺、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(3-三甲氧基硅烷基丙基)乙烷-1,2-二胺、3-(2-氨乙基-氨基)丙基三甲氧基硅烷、N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,2-乙烷-二胺。
成膜剂是,例如聚醋酸乙烯酯、聚酯和聚氨酯。可以有利地使用基于聚氨酯的胶料。
例如可以在挤出机或捏合机中,将增强纤维混入聚合物基质中。
根据一个实施方式,本公开的模制组合物包含至少一种增强纤维,其为矿物纤维,优选玻璃纤维,更优选经涂覆或浸渍的玻璃纤维。适用于本公开的模制组合物的玻璃纤维是可商购的,例如Johns Manville、Chopped Strand 753、OCV ChoppedStrand 408 A、Nippon Electric Glass Co.(NEG)Chopped Strand T-651。
纤维直径可根据所使用的特定纤维以及纤维是短切形式还是连续形式而变化。例如,纤维可具有约5μm至约100μm、例如约5μm至约50μm、例如约5μm至约15μm的直径。纤维的长度可以根据具体应用而变化。例如,纤维可具有大于约100微米、例如大于约200微米、例如大于约300微米、例如大于约350微米的长度。纤维的长度通常可小于约1000微米,例如小于约800微米,例如小于约600微米,例如小于约500微米。一旦掺入聚合物组合物中并模制成制品,纤维长度就会减少。例如,最终产品中的平均纤维长度可为约100微米至约400微米,例如约100微米至约300微米。
通常,增强纤维可选地以足以增加组合物的拉伸强度的量存在于聚合物组合物中。例如,增强纤维可以大于约2%的量、例如以大于约5%的量、例如以大于约10%的量、例如以大于约15%的量、例如以大于约20%的量存在于聚合物组合物中。增强纤维通常以小于约55wt%的量、例如以小于约50wt%的量、例如以小于约45wt%的量、例如以小于约40wt%的量、例如以小于约35wt%的量、例如以小于约30wt%的量存在。
可使用本领域已知的任何技术将本公开的组合物配混并形成聚合物制品。例如,可以将相应组合物剧烈混合以形成基本上均匀的共混物。该共混物可以在升高的温度下熔融捏制,所述升高的温度例如高于在聚合物组合物中使用的聚合物的熔点但低于降解温度的温度。可替代地,可以在常规的单螺杆或双螺杆挤出机中将相应组合物熔融并混合在一起。优选地,熔融混合在150℃至300℃、例如200℃至280℃、例如220℃至270℃或240℃至260℃的温度进行。然而,这种加工应在所需温度下对各自的组合物进行,以使任何聚合物降解最小化。
挤出后,组合物可以制成粒料。可以通过本领域已知的技术使粒料成型为聚合物制品,例如注塑成型、热成型、吹塑成型、旋转成型等。根据本公开,聚合物制品表现出优异的摩擦学行为和机械性能。因此,聚合物制品可用于需要低磨损和优异滑动性能的多种应用。
根据本公开的聚合物组合物除了物理性能外还可具有优异的阻燃性能。例如,当根据垂直燃烧测试按照美国保险实验室测试94进行测试时,根据本公开制造的测试板即使以0.8mm的厚度或即使以0.4mm的厚度进行测试也可具有V-0的UL-94等级。
特别有利的是,可根据本公开配制具有优异的流动性能的阻燃聚合物组合物。例如,当根据ISO测试1133在250℃的温度和2.16kg的负载下进行测试时,整个聚合物组合物的熔体流动速率可大于约3cm3/10min,例如大于约4cm3/10min,例如大于约5cm3/10min,例如大于约6cm3/10min,例如大于约7cm3/10min,例如大于约8cm3/10min,例如大于约9cm3/10min,例如大于约10cm3/10min。熔体流动速率通常小于约50cm3/10min。
当根据ISO测试第527号进行测试时,本公开的聚合物组合物还可具有优异的机械性能。例如,聚合物组合物可具有大于约3400N/mm2且通常小于约5000N/mm2的拉伸模量。屈服拉伸强度通常可大于约40N/mm2,例如大于约43N/mm2,并且通常小于约70N/mm2。断裂拉伸强度可大于约40N/mm2,例如大于约43N/mm2,并且通常小于约70N/mm2。断裂伸长率可大于约4%,例如大于约5%,并且通常小于约25%。
参考以下实施例可以更好地理解本公开。
实施例
根据本公开配制各种聚合物组合物并测试各种性能。获得了以下结果。
表1
样品4和5中使用的钛酸酯偶联剂是2-丙氧基三(二辛基)磷酸根O合钛(IV)。
如上所示,3号至5号样品即使在0.4mm的厚度下也具有V-0等级。此外,含有钛酸酯偶联剂的样品表现出明显更好的熔体流动性能。
在不脱离在所附权利要求中更具体阐述的本发明的精神和范围的情况下,本领域普通技术人员可以对本发明进行这些和其他改进和变型。另外,应当理解的是,各个实施方式的方面可以全部互换或部分互换。此外,本领域普通技术人员将理解,前述描述仅是示例性的,并且不意在限制如所附权利要求中进一步描述的本发明。
Claims (20)
1.一种阻燃聚合物组合物,包括:
热塑性聚合物,所述热塑性聚合物以大于约60wt%的量存在于所述聚合物组合物中;
包含在所述聚合物组合物中的阻燃组合物,所述阻燃组合物包含金属次膦酸盐、金属亚磷酸盐和含氮增效剂的组合;和
聚四氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述金属亚磷酸盐包括亚磷酸铝。
3.根据权利要求2所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述亚磷酸铝具有以下化学式:Al2(HPO3)3。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述金属次膦酸盐包括二烷基次膦酸盐。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述金属次膦酸盐包括二乙基次膦酸铝。
6.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述含氮增效剂包括氰尿酸三聚氰胺。
7.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述金属次膦酸盐以约10wt%至约25wt%的量存在于所述组合物中,所述金属亚磷酸盐以约1wt%至约7wt%的量存在于所述聚合物组合物中,以及所述含氮增效剂以约0.3wt%至约4wt%的量存在于所述聚合物组合物中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述聚四氟乙烯以约0.1wt%至约5wt%的量存在于所述聚合物组合物中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述热塑性聚合物包括聚酯聚合物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述热塑性聚合物包括聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述聚合物组合物还包含有机金属增容剂。
12.根据权利要求11所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述有机金属增容剂包括钛酸盐。
13.根据权利要求11所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述有机金属增容剂包括2-丙氧基三(二辛基)磷酸根O合钛(IV)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述有机金属增容剂以约0.05wt%至约2.5wt%的量存在于所述聚合物组合物中。
15.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述聚合物组合物还包含羧酸的酯。
16.根据权利要求15所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述羧酸的所述酯包括褐煤酸与多官能醇的反应产物。
17.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述聚合物组合物不含金属氧化物、金属氢氧化物、金属硼酸盐和金属锡酸盐。
18.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述聚合物组合物在250℃的温度和2.16kg的负载下测试时具有至少4cm3/10min、例如至少约5cm3/10min、例如至少约6cm3/10min的熔体流动速率。
19.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,当根据美国保险实验室测试94的垂直燃烧测试进行测试时,所述聚合物组合物以0.4mm的厚度测试时等级为V-0。
20.根据前述权利要求中任一项所述的阻燃聚合物组合物,其中,所述金属次膦酸盐以约5wt%至约30wt%的量存在于所述组合物中,所述金属亚磷酸盐以约0.5wt%至约9wt%的量存在于所述聚合物组合物中,以及所述含氮增效剂以约0.01wt%至约7wt%的量存在于所述聚合物组合物中。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201962868061P | 2019-06-28 | 2019-06-28 | |
US62/868,061 | 2019-06-28 | ||
PCT/US2020/039806 WO2020264283A1 (en) | 2019-06-28 | 2020-06-26 | Flame resistant polymer composition and articles made therefrom |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114341269A true CN114341269A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=74043480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080061023.7A Pending CN114341269A (zh) | 2019-06-28 | 2020-06-26 | 阻燃聚合物组合物及由其制成的制品 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200407550A1 (zh) |
EP (1) | EP3990549A4 (zh) |
JP (1) | JP2022539211A (zh) |
KR (1) | KR20220029685A (zh) |
CN (1) | CN114341269A (zh) |
TW (1) | TW202108749A (zh) |
WO (1) | WO2020264283A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220403159A1 (en) * | 2021-06-07 | 2022-12-22 | Celanese International Corporation | Thermoplastic Polymer Composition With Increased Electrical Tracking Resistance and Polymer Articles Made Therefrom |
CN114106527B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-11-28 | 利尔化学股份有限公司 | 一种抗滴落无卤阻燃pbt基复合材料及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103154110A (zh) * | 2010-10-09 | 2013-06-12 | 科莱恩金融(Bvi)有限公司 | 用于热塑性聚合物的阻燃剂-稳定剂-组合物 |
CN103237840A (zh) * | 2010-12-02 | 2013-08-07 | 巴斯夫欧洲公司 | 防腐的次膦酸盐阻燃组合物 |
CN105264001A (zh) * | 2013-03-08 | 2016-01-20 | 克拉里安特国际有限公司 | 阻燃性聚酰胺组合物 |
EP3290470A1 (de) * | 2016-09-01 | 2018-03-07 | LANXESS Deutschland GmbH | Thermoplastische formmassen |
CN109467890A (zh) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 科莱恩塑料和涂料有限公司 | 阻燃性聚酯组合物及其用途 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2254943A2 (en) * | 2008-01-14 | 2010-12-01 | Dow Global Technologies Inc. | Ignition resistant carbonate polymer composition containing an aromatic phosphonate |
DE102014001222A1 (de) * | 2014-01-29 | 2015-07-30 | Clariant lnternational Ltd | Halogenfreie feste Flammschutzmittelmischung und ihre Verwendung |
US9752009B2 (en) * | 2015-01-26 | 2017-09-05 | Lanxess Solutions Us Inc. | Flame retardant polymer compositions comprising heat treated phosphorus compounds and melam |
-
2020
- 2020-06-26 KR KR1020227002588A patent/KR20220029685A/ko active Search and Examination
- 2020-06-26 US US16/913,606 patent/US20200407550A1/en active Pending
- 2020-06-26 EP EP20831643.0A patent/EP3990549A4/en active Pending
- 2020-06-26 JP JP2021578013A patent/JP2022539211A/ja active Pending
- 2020-06-26 WO PCT/US2020/039806 patent/WO2020264283A1/en active Application Filing
- 2020-06-26 CN CN202080061023.7A patent/CN114341269A/zh active Pending
- 2020-06-29 TW TW109121967A patent/TW202108749A/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103154110A (zh) * | 2010-10-09 | 2013-06-12 | 科莱恩金融(Bvi)有限公司 | 用于热塑性聚合物的阻燃剂-稳定剂-组合物 |
CN103237840A (zh) * | 2010-12-02 | 2013-08-07 | 巴斯夫欧洲公司 | 防腐的次膦酸盐阻燃组合物 |
CN105264001A (zh) * | 2013-03-08 | 2016-01-20 | 克拉里安特国际有限公司 | 阻燃性聚酰胺组合物 |
EP3290470A1 (de) * | 2016-09-01 | 2018-03-07 | LANXESS Deutschland GmbH | Thermoplastische formmassen |
CN109467890A (zh) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 科莱恩塑料和涂料有限公司 | 阻燃性聚酯组合物及其用途 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022539211A (ja) | 2022-09-07 |
EP3990549A4 (en) | 2023-07-26 |
TW202108749A (zh) | 2021-03-01 |
WO2020264283A1 (en) | 2020-12-30 |
KR20220029685A (ko) | 2022-03-08 |
US20200407550A1 (en) | 2020-12-31 |
EP3990549A1 (en) | 2022-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5834541A (en) | Olefin polymer composition having low smoke generation and fiber and film prepared therefrom | |
JP5607526B2 (ja) | 安定化された熱可塑性コポリエステル | |
US11993707B2 (en) | Polymer composite containing recycled carbon fibers | |
CN114341269A (zh) | 阻燃聚合物组合物及由其制成的制品 | |
JP7481360B2 (ja) | 非ハロゲン系難燃性ポリアミド組成物 | |
US20220033646A1 (en) | Flame Resistant and Hydrolysis Resistant Polyester Composition and Connectors Made Therefrom | |
RU2663431C2 (ru) | Формованное изделие, изоляционный материал с его использованием и способ улучшения электроизоляционных свойств композиции полиэфирной смолы | |
JP4721823B2 (ja) | 難燃性樹脂組成物及びそれからなる成形体 | |
WO2017212816A1 (ja) | 樹脂組成物 | |
CN118019791A (zh) | 耐漏电起痕性增强的热塑性聚合物组合物及其制成的聚合物制品 | |
JP2024523204A (ja) | 向上した電気的な耐トラッキング性を有する熱可塑性ポリマー組成物およびそれから作製されたポリマー物品 | |
KR20240019805A (ko) | 전기 트래킹 저항성이 증가된 열가소성 중합체 조성물 및 이로부터 제조된 중합체 물품 | |
KR20230131488A (ko) | 레이저 용접 폴리에스터 조성물 | |
JP2000230121A (ja) | 難燃抗菌性樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |