CN1317031A - 含有较少溴化阻燃剂的耐火性苯乙烯聚合物泡沫塑料 - Google Patents

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Abstract

公开了呈现改进的耐火性且含有较少溴化阻燃剂的挤出的基本上闭孔状的聚苯乙烯泡沫塑料。也公开了制备此泡沫塑料的方法，包括使聚苯乙烯与新的阻燃组合物挤出，该组合物包含以下组分的混合物：a)磷酸酯化合物，优选TPP；b)以100%聚苯乙烯为基准的少于约2.5%的HBCD；和任选c)流动促进剂，例如二甲基二苯基丁烷，该挤出方法使用一种发泡剂，其优选选自二氧化碳，二氧化碳、水、醇、醚及烃的两种或多种的混合物，或氢氟碳化物、醇及烃的混合物。磷酸酯化合物在阻燃剂配方中的使用使得溴化化合物的用量减少，发泡温度降低，从而获得密度较低的泡沫塑料。

Description

含有较少溴化阻燃剂 的耐火性苯乙烯聚合物泡沫塑料
本发明涉及阻燃性或耐火性苯乙烯聚合物泡沫塑料，且特别涉及含有较少溴化阻燃剂的耐火性或阻燃性苯乙烯聚合物泡沫塑料。
数十年来，聚合物泡沫塑料可广泛地以各种形式获得，其用于工业所需的材料，或商业先驱的发展性扩展。一些更普遍形式的发泡聚合物组合物采用薄膜、片状、板材及型材的形式。一般，此等产物通过挤出方法制得，其间聚合物通过热及压力转化成均质的熔体且经模具使其形成所需的形状。为获得多孔结构，塑料一般掺入发泡剂，其于挤出方法的加热下分解且释放气体，造成形状的膨胀。其亦可能直接将推进剂注入熔体内。
因为性质、价格和易加工处理的有利结合，苯乙烯聚合物(特别是聚苯乙烯)被广泛用于制备发泡片材、薄膜及板材，以作为诸如包装、管线及管料、结构及绝缘等的不同最终用途。例如，诸如聚苯乙烯的膨胀苯乙烯聚合物被广泛用于冷冻器、冷却器、卡车车体、火车、农村建筑物、屋顶板及住宅的绝缘。苯乙烯聚合物泡沫塑料亦被用作用于冷冻车车体、移动式房屋及休闲交通工具的结构夹层嵌板的核心材料。
具有增加改进用于交通工具、建筑行业及消费物品(诸如，家具、收音机及电视机柜、用具的外壳、电机外壳及开关盒)的材料的阻燃性质的需求。为符合此等需求，已采用各种步骤改良热塑性聚合物的阻燃性，以便使其较缓慢燃烧及阻止火焰的扩散。热塑性聚合物可通过与阻燃添加剂(包含卤化的有机化合物及无机化合物，诸如，锑氧化物)组合而赋予阻燃性。
溴化有机化合物已被用于发泡及未发泡的苯乙烯聚合物组合物，且大部分的防燃性苯乙烯聚合物发泡产物以溴化阻燃剂制得，任选包含基产生剂增效剂或流动促进剂。在各种溴化有机化合物中，通常溴化脂族化物只与乙烯基芳族泡沫塑料一起使用，而六溴环十二烷(HBCD)是最普遍的。
虽然有效改进阻燃性，但在热塑性聚合物组合物中掺入阻燃添加剂对泡沫塑料的强度有负面影响，特别是当这种添加剂的含量较高时。于非发泡聚合物中，溴含量典型地相当高，例如，每100份的苯乙烯聚合物过量5份的溴。但是，于发泡苯乙烯聚合物中，必须大量降低溴负载量，以避免对泡沫塑料的结构质量及表面的不利影响。
例如，当于苯乙烯聚合泡沫塑料中使用HBCD作为阻燃剂时，需要高含量的HBCD，以符合阻燃要求，特别是严格的欧洲阻燃测试。依泡沫塑料的性质而定(例如，密度、发泡剂等)，通常用以符合阻燃要求所需的HBCD量是以苯乙烯聚合物重量计的2.5至4重量％(泡沫塑料的密度愈高，HBCD的百分率愈高)。但是，于苯乙烯聚合泡沫塑料中加入此含量的HBCD会造成1)HBCD在泡沫塑料中差的分散性，造成非均匀膨胀及差的表皮质量，及2)苯乙烯聚合物的高度降解及由于过度加热导致挤出方法中高度再研磨材料，造成苯乙烯聚合物泡沫塑料和再研磨苯乙烯聚合物的分子量降低，且造成物理性能下降。
因此，于阻燃苯乙烯聚合物泡沫塑料(其使用六溴环十二烷(HBCD)作为阻燃剂)的技术中仍存有需求，其符合阻燃要求，且对挤出方法可改变，但不会展现差的结构质量及/或表皮质量。
此等需求通过本发明完成。因此，本发明提供挤出的阻燃发泡苯乙烯聚合物组合物，其使用六溴环十二烷(HBCD)作为阻燃剂，其符合阻燃要求且对挤出方法是可修正的，但其不会展现差的结构质量及/或表皮质量。本发明的挤出阻燃发泡苯乙烯聚合物组合物使用一种阻燃配方，其包含六溴环十二烷(HBCD)及含磷化合物的混合物。于阻燃配方中使用含磷化合物能使用少于约2.5％的HBCD，且能保持高程度的耐火性。因为使用较低含量的HBCD，所以本发明的泡沫塑料不会遭遇差的结构质量及/或表皮质量。再者，使用此阻燃组合物能产生具有较低发泡密度的聚苯乙烯泡沫塑料，因而有效节省成本。
因此，于本发明的一实施方案中，其提供一种聚合物泡沫塑料组合物，包含a)苯乙烯聚合物；及b)阻燃配方，其包含1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于约2.5重量％的HBCD；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的含磷化合物。
于另一实施方案中，提供一种聚合物泡沫塑料组合物，包含：a)苯乙烯聚合物；及b)阻燃配方，其包含1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于约2.5重量％的HBCD；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的含磷化合物；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂。
本发明提供一种挤出阻燃的苯乙烯聚合物泡沫塑料，其中该阻燃剂配方由HBCD及含磷化合物的混合物组成。于阻燃配方中使用含磷化合物能使用少于约2.5％的HBCD，且能保持高程度的阻燃性。因为使用较低含量的HBCD，所以HBCD被良好地分散于泡沫塑料中，且泡沫塑料以良好的表皮质量均匀膨胀。此外，含磷化合物的存在形成较低密度的泡沫塑料。即使于发泡温度降低造成苯乙烯聚合物的玻璃化转变温度降低，亦会形成具有较低密度的泡沫塑料(因为苯乙烯聚合物中的磷酸酯化合物的溶解度较高)。
本发明的阻燃发泡聚合物组合物包含：a)苯乙烯聚合物；b)包含HBCD和含磷化合物的阻燃配方；及任选c)流动促进剂。
用于本发明的适当苯乙烯聚合物包含聚苯乙烯或自苯乙烯单体及可共聚的烯键式不饱和共聚单体形成的共聚物。共聚单体含量通常以苯乙烯聚合物重量为基准的少于约50％，优选少于约20％。可共聚的化合物的例子包括α-甲基苯乙烯、丙烯腈、含1-8个碳原子的丙烯酸及甲基丙烯酸，丙烯酸或甲基丙烯酸与醇形成的含1-8个碳原子的酯，含1-8个碳原子的反丁烯二酸酯，马来酸酐或少量二乙烯基苯。
阻燃配方的HBCD部分于苯乙烯聚合物泡沫塑料中的含量是以苯乙烯聚合物的100％为基准的约2.5重量％，优选少于2.0％，更优选1.0％至1.6％，且最优选1.4％。
阻燃配方的含磷化合物部分可为任何含有一个或多个磷原子的有机化合物，且包含(但不限于此)化学式为(RO)3PO的磷酸酯，其中每个R独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分。这种磷酸酯包含(但不限于此)磷酸三苯基酯(TPP)、磷酸三丁基酯、磷酸三乙基酯、磷酸三甲基酯、磷酸三丙基酯、磷酸三辛基酯、羟甲苯基磷酸二苯基酯、甲基磷酸二苯基酯、磷酸三-(2-乙基己基)酯、二苯基磷酸异癸基酯、二苯基磷酸异辛基酯、二苯基磷酸二苯基酯、磷酸三(二甲苯基)酯及磷酸三异丙基苯基酯。其它适用于本发明的含磷化合物是化学式为(RO)3P的亚磷酸酯，化学式(RO)2RPO的膦酸酯，化学式为(RO)R2PO的次膦酸酯，化学式为R3PO的膦的氧化物，化学式为R3P的膦，及化学式为R4PX的磷盐，其中每个R独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分，且X是适当的反离子，诸如，氯或溴。于上述含磷化合物中，优选磷酸酯，且特别优选TPP。
于苯乙烯聚合物泡沫塑料中含磷化合物的含量是以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％，优选0.5％至2.0％，且最优选1.0％至2.0％。
本发明的聚苯乙烯阻燃配方可任选包含流动促进剂(熔体流动促进剂)，以帮助HBCD开始分解。通过提供反应基(一般在比HBCD较低的温度产生)，其自HBCD的脂族部分夺取质子，然后释放出溴基，流动促进剂能助于HBCD的分解。此外，来自流动促进剂的反应基能于燃火期间破坏苯乙烯聚合物链，从而使泡沫塑料远离火源熔融。适当的流动促进剂包含2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷(即，二异丙苯基或DMDPB)；二异丙苯基过氧化物；α，α’-二叔丁基过氧二异丙基苯；双(α-苯基乙基)砜；1，1’-二苯基二环己基；2，2’-二甲基-2，2’-重氮丁烷；2，2’-二氯-2，2’-重氮丁烷；2，2’-二溴-2，2’-重氮丁烷；2，2’-二甲基-2，2’-重氮丁烷-3，3’，4，4’-四羧酸；1，1’-二苯基二环戊基；2，5-双(三溴甲基)-1，3-4-噻二唑；2-(溴苯基-5-三溴苯基)-2，3，4-噻二唑；马来酸二辛基锡；及马来酸二丁基锡。用于本发明的最优选流动促进剂是二甲基二苯基丁烷(即，二异丙苯基或DMDPB)。
通常当使用时，流动促进剂在苯乙烯聚合物泡沫塑料中的含量是以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％，优选0.02％至0.1％，特别优选0.03％至0.08％。
各种添加剂可被加入本发明的泡沫塑料中，诸如，无机填料、颜料、染料、抗氧化剂、酸清除剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、加工助剂、分散剂及挤出助剂。
基于上述，下述是本发明的典型阻燃发泡聚合物组合物：
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于约2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的含磷化合物；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于约2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％的含磷化合物；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于约2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的约1.0重量％至2.0重量％的含磷化合物；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％的含磷化合物；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的含磷化合物；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％的含磷化合物；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％至2.0重量％的含磷化合物；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％的含磷化合物；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的TPP；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％的TPP；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％至2.0重量％的TPP；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％的TPP；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的TPP；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％的TPP；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％至2.0重量％的TPP；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂；
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聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的TPP；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的二甲基二苯基丁烷；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％的TPP；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的二甲基二苯基丁烷；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％至2.0重量％的TPP；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的二甲基二苯基丁烷；
聚合物泡沫塑料，包含：a)苯乙烯聚合物，及b)阻燃配方，包含：1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD，优选少于2.0％，更优选1.0至1.6％，且最优选1.4％；及2)以100％苯乙烯聚合物为基准的约1.0重量％的TPP；及c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的二甲基二苯基丁烷。
本发明的泡沫塑料可通过本领域熟练技术人员所知的挤出方法来制备。
用以依据挤出方法制备的泡沫塑料的典型装置由挤出机、混合器、冷却器及模具系列组成。典型地，保持该装置，使供料区保持于120至160℃；熔融区保持于150至190℃，计量区保持于180至220℃，且混合区保持于180至200℃。阻燃剂HBCD是粉末或颗粒形状。根据含磷化合物的物理状态(即，液态或固态)，含磷化合物可直接被注入混合器，或直接引入挤出机内。另外，含磷化合物可以苯乙烯聚合物浓缩物的形式引入。流动促进剂，由于其需要低浓度，其通常以苯乙烯聚合物浓缩物的形式使用。将所有固态材料加入挤出机内，而液态材料可被直接注入混合器内。阻燃配方及其它添加物可以所需比例与苯乙烯聚合物树脂混合。然后，发泡剂可于混合器内的升高压力下被加入共混的聚合物熔体中，以形成可发泡的凝胶。通过降低冷却区的温度将可发泡的凝胶的温度降至适当的发泡温度(通常约120℃)。然后，可发泡凝胶经由模具输送至减压区以形成泡沫塑料，按需调整模具开口，且使泡沫塑料于基本上平行的成形板间发泡。泡沫塑料的结构优选闭孔状，且具有按照ASTMD-2856为至少90％的闭孔含量。泡沫塑料的结构优选具有按照ASTMD-1622为16kg/m3至80kg/m3的密度。该泡沫塑料的平均孔径为0.05至2.4mm。
用于本发明的适当发泡剂可为CO2或下列任何比例的发泡剂的混合物：
CO2：       发泡剂混合物的0％至100％；
醇：         发泡剂混合物的0％至50％；
水：         发泡剂混合物的0％至50％；
二甲基醚：   发泡剂混合物的0％至50％；
烃：          发泡剂混合物的0％至50％；
HFC-134a：    发泡剂混合物的0％至80％；
HFC-152a：    发泡剂混合物的0％至80％；及
HFC-134：     发泡剂混合物的0％至80％，
其中HFC-134是1，1，2，2-四氟乙烷；HFC-134a是1，1，1-2-四氟乙烷，且HFC-152a是1，1-二氟乙烷。
优选的发泡剂是100％的CO2，CO2、水、醇、二甲基醚及烃的混合物，HFC-134a、HFC-134及/或HFC-152a、醇及烃的混合物。通常以0.05至0.20摩尔/100克聚苯乙烯的浓度使用发泡剂。
下述是本发明的实施例，且不应被用以限制目的。除非有其它指示，所有百分率、份数或比例都以重量计。实施例1至3及比较实施例A至E
依据本发明的闭孔苯乙烯聚合物泡沫塑料使用5.08cm(2英寸)直径的挤出机(其供应制转楔混合器(spline mixer))制备，其间注入发泡剂。制转楔混合器的排出物经过热交换器。自热交换器出来的排出物通过静态混合器，且经沟缝模具膨胀至较低压力区域内。
将苯乙烯聚合物与包含HBCD及任选的二甲基二苯基丁烷(二异丙苯基)(得自17％的二异丙苯基纯化物的二异丙苯基浓缩物)的阻燃配料加入挤出机内，且TPP被直接热熔融注入混合器内，根据本发明，注入量如表1所示。将发泡剂以表1所示的量注入混合器内。可发泡的凝胶被冷却至约120℃且经模具挤出，且于基本上平行的成形板间膨胀。
表1显示本发明的三个泡沫塑料(实施例1至3)及五个比较实施例泡沫塑料(比较实施例A至E)的组成及泡沫塑料性质。比较实施例A至D的泡沫塑料仅以HBCD(HBCD)作为阻燃剂来制备。HBCD的量自1％增加至多于2.7％的HBCD，以便达到范围为0.5至2％的溴浓度。所有其它添加剂保持不变。比较实施例E的泡沫塑料以由5.5％磷酸三苯基酯及0.068％二异丙苯基组成的阻燃剂来制备。泡沫塑料中存在的溴含量用Oxford Lab X1005 x-射线萤光分析器确定。泡沫塑料接受来自辐射镉源的x-射线辐射，且x射线相对应于溴元素的能量。通过测量释出的x-射线的强度，有可能对样品中的溴元素定量。溴含量由三个泡沫塑料样品测量的平均值获得。压缩强度用ASTM 1621-79的方法确定。
                                                                 表I
比较实施例或实施例编号   总速率(kg/h) HBCD(phr)1   Tpp(phr)    二异丙苯基(phr)    CO2(phr)  发泡温度(℃)                       泡沫塑料性质
溴(％)  垂直压缩强度(kPa)    厚度(mm)    宽度(mm)    密度(kg/m3)    垂直泡孔尺寸(mm)
比较实施例A     70 0.7     0     0     4.7     124  0.5     426     43     148     38.3     0.33
比较实施例B     70 1.4     0     0     4.7     124  1.1     394     48     143     38.8     0.33
比较实施例C     70 2.1     0     0     4.7     124  1.5     410     48     158     38.1     0.33
比较实施例D     75 2.7     0     0     4.7     121  2.2     384     44     143     38.9     0.34
比较实施例E     75 0     5.5     0.068     4.7     114  0.0     291     29     156     6.2     0.33
实施例1     75 1.4     2     0     4.7     119  0.9     373     34     139     36.3     0.33
实施例2     75 1.4     2     0.068     4.7     116  0.9     289     32     152     36.0     0.29
实施例3     75 1.4     1     0     4.7     119  0.9     225     29     157     36.2     0.32
1phr＝每100份树脂中的份数
燃烧性能及阻燃性能如表II所示，其中，燃烧性能按照极限氧指数(LOI)测量，且阻燃性能按照德国B2测试、法国M1测试及瑞士第V级测试法测量。
极限氧指数(LOI)按照ASTM-D2863测试方法确定。这是在氧及氮的混合物(其刚好支持于此测试方法的条件下于室温开始材料的火焰燃烧)中氧的最小浓度，以体积百分率表示。
德国B2测试法按照DIN-4102的第1部份进行。测试五个样品。火焰的平均高度越低，阻燃性能越好。燃烧时间需尽可能的短。若样品下的滤纸于20秒内点燃，材料被认为是以火焰滴燃烧。表II所报告的数目是测试期间的燃烧纸的数目。
法国M1测试法按照NF-P92-501/4/5进行，由两个测试组成：火焰持续性及燃烧滴。测试三个样品。自熄灭的火焰的平均时间应尽可能的短。具有高于2％的燃烧时间的燃烧器数目及燃烧滴数目的百分率需尽可能小。
瑞士测试法按照SIA183/2.5进行。火焰平均高度愈低，阻燃性能愈佳。
                                     表II
比较实施例或实施例编号   点火性能            德国B2测试法   瑞士测试法               法国M1测试法
  极限氧指数(LOI)   平均火焰高度(cm) 燃烧时间(秒)  纸点燃数目  火焰高度(cm)   火焰持续平均值(秒)  火焰持续％＞2秒 燃烧滴的数目
比较实施例A     24.0     14.2     47     4     20     23.7     90     4
比较实施例B     26.6     11     18.2     1     18     7.3     91     4
比较实施例C     28.9     10     14.4     1     15     1.6     29     4
比较实施例D     30.9     8.2     11.9     0.6     13     0.6     4     3
比较实施例E     25.6     13.6     21.8     4     20     25.2     100     4
实施例1     28.5     6.8     10.7     0.2     15     3.0     53     2
实施例2     30.5     5.8     8.2     0     14     1.0     14     2
实施例3     29.8     6.4     9.8     15     1.0     11     4
由表I及表II可看出，依据本发明的配方呈现与比较实施例的泡沫塑料相比较低的泡沫塑料密度，即使该配方于较低发泡温度制备。依据本发明的发泡产物在德国B2测试法，瑞士及法国M1阻燃测法中呈现良好的性能。为达到此性能，比较实施例的泡沫塑料需要非常高含量的HBCD(即，溴百分率高)。本发明的泡沫塑料亦呈现如比较实施例的泡沫塑料般的优异的尺寸稳定性及机械性能。但是，本发明的泡沫塑料虽然具有较低的密度，亦呈现良好的机械性能。因此，本发明的泡沫塑料适用于绝缘应用及建筑结构。

Claims (21)

1.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物，及
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的含磷化合物。
2.权利要求1的聚合物组合物，其中该含磷化合物选自：1)化学式为(RO)3PO的磷酸酯；2)化学式为(RO)3P的亚磷酸酯；3)化学式为(RO)2RPO的膦酸酯；4)化学式为(RO)R2PO的次膦酸酯；5)化学式为R3PO的膦的氧化物；6)化学式为R3P的膦；及7)化学式为R4PX的鏻盐，其中每个R独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分，且X是适当的反离子。
3.权利要求1的聚合物组合物，其进一步包含以100％苯乙烯聚合物为基准的0.01重量％至0.2重量％的流动促进剂。
4.权利要求3的聚合物组合物，其中该流动促进剂选自二甲基二苯基丁烷、二异丙苯基过氧化物或α，α’-二叔丁基过氧二异丙基苯。
5.权利要求4的聚合物组合物，其中该流动促进剂是二甲基二苯基丁烷。
6.权利要求2的聚合物组合物，其中该含磷化合物是化学式为(RO)3PO的磷酸酯，其中每个R独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分。
7.权利要求6的聚合物组合物，其中该磷酸酯选自TPP、磷酸三丁基酯、磷酸三乙基酯、磷酸三甲基酯、磷酸三丙基酯、磷酸三辛基酯、甲基磷酸二苯基酯、磷酸三-(2-乙基己基)酯、二苯基磷酸异癸基酯、二苯基磷酸异辛基酯、二苯基磷酸二苯基酯、磷酸三(二甲苯基)酯或磷酸三异丙基苯基酯。
8.权利要求7的聚合物组合物，其中该磷酸酯是TPP。
9.权利要求1的聚合物组合物，其中该HBCD的用量是以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.0重量％。
10.权利要求1的聚合物组合物，其中该含磷化合物的用量是以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％。
11.权利要求3的聚合物组合物，其中该流动促进剂的用量是以100％苯乙烯聚合物为基准的0.02重量％至0.1重量％。
12.权利要求10的聚合物组合物，其中该HBCD的用量是以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％至1.6重量％。
13.权利要求12的聚合物组合物，其中该HBCD的用量是以100％苯乙烯聚合物为基准的1.4重量％。
14.权利要求1的聚合物组合物，其中该含磷化合物的用量是以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％至2.0重量％。
15.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物；
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.5重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.1重量％至4.0重量％的含磷化合物，其选自1)化学式为(RO)3PO的磷酸酯；2)化学式为(RO)3P的亚磷酸酯；3)化学式(RO)2R’PO的膦酸酯；4)化学式为(RO)R’2PO的次膦酸酯；5)化学式为R3PO的膦的氧化物；6)化学式为R3P的膦；及7)化学式为R4PX的鏻盐，其中每个R及R’独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分，且X是适当的反离子；及
c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0重量％至0.2重量％的流动促进剂。
16.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物；及
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的少于2.0重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％的含磷化合物，其选自1)化学式为(RO)3PO的磷酸酯；2)化学式为(RO)3P亚磷酸酯；3)化学式(RO)2R’PO的膦酸酯；4)化学式为(RO)R’2PO的次膦酸酯；5)化学式为R3PO的膦的氧化物；6)化学式为R3P的膦；及7)化学式为R4PX的鏻盐，其中每个R及R’独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分，且X是适当的反离子；及
c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.02重量％至0.1重量％的流动促进剂。
17.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物；及
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％至1.6重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.5重量％至2.0重量％的含磷化合物，其选自1)化学式为(RO)3PO的磷酸酯；2)化学式为(RO)3P亚磷酸酯；3)化学式(RO)2R’PO的膦酸酯；4)化学式为(RO)R’2PO的次膦酸酯；5)化学式为R3PO的膦的氧化物；6)化学式为R3P的膦；及7)化学式为R4PX的鏻盐，其中每个R及R’独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分，且X是适当的反离子；及
c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.02重量％至0.1重量％的流动促进剂。
18.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物；及
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.4重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的2.0重量％的含磷化合物，其选自1)化学式为(RO)3PO的磷酸酯；2)化学式为(RO)3P的亚磷酸酯；3)化学式为(RO)2R’PO的膦酸酯；4)化学式为(RO)R’2PO的次膦酸酯；5)化学式为R3PO的膦的氧化物；6)化学式为R3P的膦；及7)化学式为R4PX的鏻盐，其中每个R及R’独立地选自被取代或未被取代，饱和或不饱和，支链或直链的脂族部分或被取代或未被取代的芳族部分，且X是适当的反离子；及
c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.03重量％至0.08重量％的流动促进剂。
19.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物；及
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.4重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的2.0重量％的TPP；及
c)以100％苯乙烯聚合物为基准的0.03重量％至0.08重量％的流动促进剂。
20.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物；及
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.4重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的2.0重量％的TPP。
21.一种阻燃发泡聚合物组合物，包含：
a)苯乙烯聚合物；及
b)阻燃配方，包含：
1)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.4重量％的HBCD；及
2)以100％苯乙烯聚合物为基准的1.0重量％的TPP。
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