CN1252176C - 低烟雾释放的阻燃剂内板 - Google Patents

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Abstract

本文公开了用于装饰板的低烟雾阻燃剂组合物，其燃烧时产生较少的燃烧气体并且具有优异的阻燃性。该低烟雾阻燃剂组合物包含100重量份的PVC树脂作为基础树脂、5～30重量份的磷(磷酸盐)系增塑剂(例如，异癸基二苯基磷酸酯)、阻燃剂和烟雾抑制剂。2～20重量份的氢氧化镁和2～20重量份的氢氧化铝的混合物被用作阻燃剂，并且0.5～10重量份、平均粒度为2～5微米的钼化合物被用作烟雾抑制剂。

Description

低烟雾释放的阻燃剂内板
技术领域
本发明涉及一种用于装饰板的低烟雾阻燃剂组合物，其产生较少燃烧气体并具有极好的阻燃性，并且涉及一种包括含有该组合物的至少一个层的装饰板。
背景技术
在火灾的时候会产生大量包括有毒气体的烟雾，导致重大人身伤亡。为确保安全防止火灾，强烈要求使用通过加入阻燃增塑剂、阻燃剂和烟雾抑制剂而具有极好阻燃性的装饰板。
在这方面，有关装饰板的阻燃性和耐火性，人们已作了大量的研究。此外，还有许多关于降低燃烧时产生的烟雾量的研究也比较活跃。
日本专利公开第1997-048083、1998-287781、2000-086810和2000-129263号以及美国专利第4,544,695、6,316,118和6,355,277号中公开了一些用于装饰板的低烟雾阻燃剂树脂组合物。
按照这些专利公开，使用大量的氢氧化物或磷系阻燃剂作为辅助阻燃剂以提高板的阻燃性。由于氢氧化物热分解时脱除水的吸热反应，使得氢氧化物的加入延缓了烟雾产生时间并且减慢了烟雾的产生速度。此外，还使用烟雾抑制剂如硼酸锌作为辅助助剂，以提高低烟雾产生性能。
但是，如果为了获得低的烟雾产生性能而加入大量的氢氧化物，在装饰板的加工中就会导致机械性能和加工性能的下降。
为了解决这些缺点，经常使用表面由硅烷偶联剂或加工助剂处理的金属氢化物。不过，还存在一个问题就是燃烧时会产生大量的不完全燃烧的气体。
正如ASTM E 662和ISO 5659标准测验方法中所描述的现有技术的阻燃剂材料通过燃烧程序的测试结果，其烟雾密度没有达到标准值并且燃烧继续进行，导致烟产生量的增加。因此，装饰板的现有技术在降低烟产生量方面有很多技术缺陷及问题。
为了解决上述问题，阻燃剂必须具有以下特征：与软聚氯乙烯(PVC)树脂的相容性高；阻燃剂的作用不会引起物理性能方面的退化；对光线持续的稳定性，不会引起原材料的变色；极好的耐老化性和耐水解性；在从低于基础聚合物的热分解温度到热分解温度的范围内具有持续的阻燃作用；无腐蚀性；耐热性好；无气味和毒性；并且燃烧时烟和有毒气体的产生较少。
发明内容
因此，本发明考虑了上述与装饰板烟雾的产生相关的问题，并且本发明的一个目的是提供具有优异的加工性能和机械性能如拉伸强度和伸长率的软PVC板组合物。
本发明的另一个目的是提供具有改善的低烟雾产生性能的装饰板，特别是，具有依照ISO 5659标准测试方法中测量的低烟雾密度。本发明者认真并且深入地进行研究以改进低烟雾产生性能。结果，本发明者发现当以磷酸盐系增塑剂替换对烟雾密度有负影响的基于邻苯二甲酸酯的增塑剂时，能够制备具有优异的低烟雾产生性能、加工性能和机械性能的低烟雾阻燃剂组合物。本发明者也发现当以氢氧化物(例如，镁或铝的氢氧化物)与基于钼的化合物的结合物作为烟雾抑制剂代替单独的氢氧化物使用时，能够制备低烟雾阻燃剂组合物。在这些发现的基础上完成了本发明。
为了实现本发明的上述目的，特提供低烟雾阻燃剂组合物，其包含100重量份的PVC树脂作为基础树脂、5～30重量份的磷(磷酸盐)系增塑剂(例如，异癸基二苯基磷酸酯)、阻燃剂和烟雾抑制剂。
使用2～20重量份的氢氧化铝和2～20重量份的氢氧化镁的混合物作为阻燃剂。使用0.5～10重量份、平均粒度为2～5微米的钼化合作为物烟雾抑制剂。
作为传统的增塑剂，用于制备软的PVC板组合物的DOP(邻苯二甲酸二-2-乙基己酯)产生大量的气体。在本发明中，使用磷系阻燃增塑剂替代DOP。磷系增塑剂有着与DOP相同的物理性能，改进的低烟雾产生性能和优异的阻燃作用。优选的磷系阻燃增塑剂是异癸基二苯基磷酸酯。以100重量份PVC树脂为基准，磷系阻燃增塑剂的用量为5～30重量份。在该含量范围内，由于本发明的阻合物具有改进的低烟雾产生性能和与DOP基本相似的增塑率，因此它能够表现出优良的加工性和优异的机械特性。
非卤磷酸酯依照它们的化学结构可以分为4种类型。三芳基磷酸酯，如Reopho、TPP(磷酸三苯酯)和TCP(磷酸三甲苯酯)，被广泛用作通用阻燃剂。三烷基磷酸酯主要用作增塑剂或润滑剂。烷芳基磷酸酯的分子结构中有芳基和长链烷基。烷芳基磷酸酯的例子包括ODP(磷酸2-乙基己酯)，IDDPP(异癸基二苯基磷酸酯)等。
在单一的分子结构中，烷基和芳基的存在对低烟雾产生是很重要的。当有机增塑剂与无机阻燃剂相结合时，低烟雾产生性能会进一步得到改进。
为了延缓基础树脂的最初燃烧时间和烟雾产生的速度以及进一步改进依照本发明组合物的机械性能和加工性能，可使用表面用硬脂酸处理的金属氢氧化物(例如，镁或者铝的氢氧化物)，以100重量份PVC树脂为基准，其用量为4～40重量份。
当金属氢氧化物的量少于4重量份时，不能达到足够的火焰延缓作用和烟雾产生速度的迟滞作用。同时，当金属氢氧化物的量超过40重量份时，就会恶化组合物的机械性能。
另一方面，由于单独使用金属氢氧化物时不能满足韩国火法律(Korean Fire Law，KOFEIS 1001)中规定的阻燃剂性能的标准，因此实际上加入能够有效地改进自熄性能并且能够阻止火焰传播的Sb2O3(三氧化锑)。本发明中，以100重量份PVC树脂为基准，Sb2O3的用量为2～6重量份。
然而，由于烟的产生量随Sb2O3的含量按比例增加，因此Sb2O3优选以有效地封闭火焰传播的有限量加入。
当Sb2O3的用量不足2重量份时，火焰传播的封闭作用不会令人满意。另一方面，当Sb2O3的用量超过6重量份时，烟的产生就会增加。
由于金属氢氧化物的自熄性能在减少烟雾的产生量方面有局限性，因此，以100份PVC树脂为基准，使用如上所述的0.5～10重量份、平均粒度为2～5微米的钼化合物，作为烟雾抑制剂与金属氢氧化物相结合。当钼化合物的加入量少于0.5重量份时，得不到低烟雾产生性能。另一方面，当钼化合物的量超过10重量份时，就会恶化组合物的物理性能。
为了改进耐热性并且防止在加工过程中由热引起变色，本发明的组合物进一步包括基于钡锌的热稳定剂，以100重量份PVC树脂为基准，其用量为2～5重量份，热稳定剂的加入能够提高磷系阻燃增塑剂(例如，IDDPP)较差的耐热性。
本发明的低烟雾阻燃剂组合物能够用于具有普通层状结构的装饰板。
因此，依照本发明的另一个方面，可提供包括从顶部依序层压的透明薄膜、印刷层、彩色薄膜和压敏胶层的低烟雾阻燃剂装饰板，其中至少一个从这些层中选出的层包含低烟雾阻燃剂组合物。优选为彩色膜包含低烟雾阻燃剂组合物。
具体实施方式
现在将参考以下实施例详细描述本发明。不过，这些实施例不应被认作限制本发明的范围。
实施例
制备了本发明中的低烟雾阻燃剂组合物(实施例1～3)和比较例1和2的组合物，列于下面的表1中，并评价了烟雾密度和阻燃性。结果总结列于下面的表2中。
低烟雾阻燃剂装饰板的制造及烟雾产生试验
将实施例1～3和比较例1和2的每个低烟雾阻燃剂组合物在185℃下用辊搅拌混合10分钟得到测试件。以下利用这些测试件评价组合物的烟雾密度和阻燃性。
1)烟雾密度按ASTM E662和ISO5659标准测验方法(热流：2.5W/cm2)测量。
详细的测试条件依照燃烧程序进行。使用0.1毫米厚、75毫米宽和75毫米长的测试件。
2)耐热性：测试件在185℃从辊上每隔10分钟取出一次，共60分钟，然后测定它们的变色情况。
表1
Figure C20041004472400071
*IDDPP：异癸基二苯基磷酸酯
表2
Figure C20041004472400081
比较例1和2的组合物在加工过程中具有极好的阻燃性和耐热性，但是它们的烟雾密度相对较高。比较例1和2的组合物的烟雾密度超过在不久的将来即将修正的韩国火法律(KOFEIS 1001)中规定的阻燃剂性能标准的范围。
在测试件0.1毫米厚的情况下，优选的标准范围用ASTM E 662标准测试方法测试为60或更少，用ISO 5659标准测试方法测试为50或更少。
特别的，由于实施例3的低烟雾阻燃剂组合物包含作为磷系增塑剂的IDDPP、以及作为辅助烟雾抑制剂的钼化合物和金属氢氧化物，因此它表现出了优异的低烟雾产生性能并且同时改进了阻燃性。
显然由前所述，依照本发明的用于装饰板的低烟雾阻燃剂组合物由于包含替代传统增塑剂DOP的磷系增塑剂以及钼化合物和金属氢氧化物的结合物，因此燃烧时烟雾密度显著减少。另外，依照本发明的用于装饰板的低烟雾阻燃剂组合物具有等于或高于传统组合物的耐热性，因此就具有优异的加工性能。
虽然为了说明的目的而公开了本发明的优选实施方案，但本领域的技术人员应理解在不脱离如随后的权利要求书中公开的本发明的范围和精神基础上做不同的修改、增加和代替都是可以的。

Claims (5)

1.一种用于装饰板的低烟雾阻燃剂组合物，其包括：
100重量份的PVC树脂；
5～30重量份的异癸基二苯基磷酸酯；
4～40重量份的表面经硬脂酸处理的氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；
2～6重量份的Sb2O3；以及
0.5～10重量份的平均粒度为2～5微米的钼化合物。
2.如权利要求1的组合物，以100重量份的PVC树脂为基准，其还包括2～5重量份的基于钡锌的热稳定剂。
3.一种低烟雾阻燃剂装饰板，其包括至少一个含有权利要求1或2的组合物的层。
4.如权利要求3的装饰板，其中所述装饰板包括从顶部依序层压的透明薄膜、印刷层、彩色薄膜和压敏胶层。
5.如权利要求4的装饰板，其中所述彩色薄膜含有权利要求1或2的组合物。
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