CN1282749A - 塑胶发泡体的无卤阻燃剂组成物 - Google Patents
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Abstract
一种塑胶发泡体的无卤阻燃剂组成物,是包括(a)热膨胀型碳材、(b)磷系化合物以及(c)含有氧化锰的金属盐类混合物;将此阻燃剂组成物于发泡产品的发泡制程中添加,将可制得具净烟、抑制延烧且不滴燃的高防火性能发泡体。
Description
本发明是有关一种用于塑胶发泡体的无卤阻燃剂组成物的发明，是用于软、硬质发泡体的防火处理。
软、硬质的PU或塑胶发泡体，由于具有低价以及优越的缓冲性、断热性及吸音性，在家具、建筑、隔间、装潢、包装、汽车、机车、航太业上已被广泛地使用。值此越来越重视生命财产安全的今天，此方面的防火要求有愈来愈严苛的趋势。
一般而言，软、硬质发泡体的防火处理，大部分是以添加卤素阻燃剂于发泡体的前驱物中，以达防火的目的。以此种方法制得的防火发泡体，于燃烧时会产生大量有毒的浓烟，同时发泡体会熔融滴燃造成燃源的蔓延。
针对上述卤素阻燃剂所存在的相关缺点，欧、美、日等国相继提出因应解决之道；1974年，日本特开昭49-5171号公报及1991年日本特开平3-269029号公报，提出添加大量氢氧化铝或氢氧化镁等无机物以取代卤素阻燃剂添加于塑胶发泡体中；1987年US 4，698，369利用膨胀石墨作为防火阻燃剂添加于PU软质发泡体中，以达到防火效果；1998年US 5，739，173以蜜胺辅加膨胀石墨及聚磷酸胺制得可通过美国航空规范标准(FAR)的软质防火PU发泡体；1997年日本特开平9-059439号公报以及1998年日本特开平10-147623亦揭示利用膨胀石墨及氮、硼化合物或与磷化合物等组成的无卤阻燃剂。然上述无卤阻燃剂组成物现仍存在一些缺点：
1．添加大量氢氧化铝或氢氧化镁用以取代卤素阻燃剂的作法，会致使发泡体机械特性下降，并造成发泡体中气泡的均一性受到破坏。
2．单独使用膨胀石墨或聚磷酸胺作为防火阻燃剂的效果并不明显；若混合并用须以较大量添加方能彰显其防火性能，然此不仅发泡体机械性质下降，亦不合经济成本。
3．利用蜜胺与膨胀石墨混练的阻燃剂，常会辅以磷酸化合物促成凝相阻燃的机构形成；然而添加蜜胺与磷酸化合物于某些发泡体的制程中，会产生反应抑制发泡形成，破坏发泡体的结构。
4．一般无卤阻燃剂的阻燃机构或以固-气相阻燃，或以固-凝相阻燃，而非固-凝-气等三相共同阻燃，是故添加量往往需达到一定的量方能彰显其防火效果。
本发明的目的是提供一种用于塑胶发泡体的无卤阻燃剂组成物，是包括(a)1至30重量份热膨胀型碳材、(b)1至30重量份磷系化合物以及(c)2至100重量份含有氧化锰的金属盐类混合物。
将本发明的组成物添加于一般软、硬质PU或塑胶发泡体的制程中，可制得防火性能优异的防火发泡体。此种防火发泡体于受热或火焰烧蚀时，具有如下三项优点：
(1)无毒，烟雾不含载奥辛等有毒气体；
(2)不滴燃；
(3)低发烟量且净烟、抑制延烧。
本发明的无卤阻燃剂组成物，其中热膨胀型碳材可为一种或多种选自由20目至200目的天然鳞片状石墨、石油碳系人工石墨、煤焦碳系的人工石墨、Kish石墨、热分解石墨及经层间插入处理等制程制得具受热(大于200℃)膨胀特性的石墨等石墨组成的群组。其中其粒径较佳为50目至200目。
本发明的无卤阻燃剂组成物，其中磷系化合物可为一种或多种选自由磷酸氢铵、红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、磷酸胍尿素、偏磷酸、亚磷酸、六偏磷酸、五氧化二磷及磷酸酐等磷系化合物组成的群组。本发明的无卤阻燃剂组成物，其中磷系化合物的含磷量较佳为大于等于5％，最佳为大于等于8％。
本发明的无卤阻燃剂组成物，其中含有氧化锰的金属盐类混合物是除含有氧化锰外尚可包含其他金属盐类，例如一种或多种选自由氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、硼酸锰或硼酸钠等金属盐类组成的群组。而氧化锰与其他混练金属化合物间重量配比关系，较佳为1∶0-120。
本发明的无卤阻燃剂组成物，其中组成物间的重量配比关系较佳为热膨胀型碳材∶磷系化合物∶金属盐类=1∶0．1-5∶0．05-10。
而此无卤阻燃剂组成物添加入发泡体前驱物(precursor)[如PU的多元醇(polyo1)，或聚烯烃(polyolefin)]的份量依实际证明较佳为10％至100％。
为方便更进一步说明起见，将列举以下实施例作更具体的说明。
以下实施例为本发明的具体说明，但不会因此而限定本发明的范围。
以下实施例1至3防火PU软质泡绵中使用的阻燃剂如下所述，使用的用量配比见表1(表中数字为重量份)PU软质泡绵的构成成分为：
1．主剂(俗称白料)编号P-9114的多元醇(polyol)，
2．发泡剂(俗称黑料)编号ISO-1561c的聚异氰酸酯(polyisocynate)。
1及2两者使用剂量为：
主剂∶发泡剂=5∶3，防火测试标准以美国加州117号公报标准为主。
表1
注：○：代表通过 ×：代表构法通过
以下实施例4至6中以EVA-EPDM混合发泡体为例，EVA、EPDM混练发泡，发泡方式为二次发泡；防火测试标准：UL-94HBF测试规范。使用的材料的用量配比见表2。
表2
注：○：代表通过 ×：代表不通过
由以上的实施例可知，本发明提供了一个低发烟量，净烟，不滴燃且无毒无卤阻燃剂组成物，其可具体用于塑胶发泡体，增进塑胶发泡体的防火性能。
Claims (9)
1．一种塑胶发泡体的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，是包括：
(a)1至30重量份热膨胀型碳材；
(b)1至30重量份磷系化合物；以及
(c)2至100重量份含有氧化锰的金属盐类混合物。
2．根据权利要求1所述的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，其中热膨胀型碳材为一种或多种选自由20目至200目的天然鳞片状石墨、石油碳系人工石墨、煤焦碳系的人工石墨、Kish石墨、热分解石墨及经层间插入处理等制程制得具受热(大于200℃)膨胀特性的石墨等石墨组成的群组。
3．根据权利要求1所述的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，其中磷系化合物可为一种或多种选自由磷酸氢铵、红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、磷酸胍尿素、偏磷酸、亚磷酸、六偏磷酸、五氧化二磷及磷酸酐等磷系化合物组成的群组。
4．根据权利要求3所述的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，其中磷系化合物的含磷量大于等于8％。
5．根据权利要求1所述的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，其中含有氧化锰的金属盐类混合物是除含有氧化锰外，尚可包含一种或多种选自由氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、硼酸锰或硼酸钠等金属盐类组成的群组，而氧化锰与其他混练金属化合物间重量配比关系为1∶0-120。
6．根据权利要求1所述的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，其中组成物间的重量配比关系较佳为热膨胀型碳材∶磷系化合物∶金属盐类=1∶0．1-5∶0．05-10。
7．一种塑胶发泡体组成物，是包括如权利要求1所述的无卤阻燃剂组成物及发泡体前驱物，其特征在于，其中无卤阻燃剂组成物的重量配比为发泡体前驱物重量的10％至100％。
8．根据权利要求7所述的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，其中发泡体的前驱物为多元醇类(polyol)。
9．根据权利要求7所述的无卤阻燃剂组成物，其特征在于，其中发泡体的前驱物为聚烯烃类(polyolefin)。
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