TWI284658B - Flame-retardant resin composition - Google Patents
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Description
1284658
玖、發明說明 發明範_ 本發明係關於一種樹脂組合物,該組合物具有極佳難燃 性,且在燃燒時幾乎不產生毒性氣體。更特別而言,本發 明係關於一種含特定磷酸鹽及抗滴劑之樹脂組合物,該組 合物用少量阻燃劑即顯示極佳難燃性,而不用在燃燒時放 出毒性氣體的以齒素為基礎之阻燃劑。 發明背景 由於合成樹脂具有極佳化學和機械性能,所以廣泛用作 建築材料、汽車零件、包裝材料、農業材料、器械外殼材料 、玩具及類似者。然而,大多數合成樹脂可燃,且某些應用 需要阻燃處理。據悉,為取得阻燃作用,可加入一種或多 種齒素阻燃劑、無機磷阻燃劑(其代表為紅磷和聚轉酸化 合物(如,聚磷酸銨))、有機磷阻燃劑(如,磷酸三芳酯化合 物)、金屬氫氧化物、阻燃助劑(例如,氧化銻)和三聚氰胺(密 胺)化合物。 由於齒素阻燃劑在燃燒時放出毒性氣體,所以頃用幾乎 不產生毒性氣體的磷阻燃劑代替。 例如,曰本專利申請案第8-176343號揭示一種含聚磷酸銨、 多羥基化合物、含三畊環之化合物及金屬氫氧化物之難燃 性合成樹脂組合物。美國專利第3,936,416號及第4,010,137號揭 示一種含聚磷酸三聚氰胺和四級戊四醇至三聚四級戊四 醇之難燃性合成樹脂組合物。日本專利申請案第1M52402號 提出一種含聚對酞酸丁二醇酯(PBT)、焦磷酸三聚氰胺及一 -6- 1284658 發明說明續頁 ⑺ 種芳族磷酸酯低聚物之難燃性合成樹脂組合物。美國專利 第4,278,591號及第5,618,865號提到,焦磷酸三聚氰胺及其它磷 化合物對聚合物有效(如,PBT阻燃劑)。美國專利第4,599,375號 揭示一種難燃性合成樹脂組合物,其包括⑻一種合成樹脂, (b)焦罐酸六氫p比畊,(c)焦轉酸三聚氰胺及(d)氧化鈥或二氧 化矽。然而,由此等習知難燃系統取得的阻燃效果仍然不 足,因此,需要開發一種以減低量給予合成樹脂高難燃性 之阻燃劑。 發明概要 本發明一個目的為提供一種以少量阻燃劑顯示極佳難 燃性且在燃燒時抑制毒性氣體放出的難燃性樹脂組合物。 鑒於上述環境條件,發明者已進行廣泛研究,結果發現, 加入具有特定結構之磷酸鹽提供具有極佳難燃性之樹脂 組合物。本發明係基於此發現達到。 本發明提供一種難燃性樹脂組合物,(A)—種合成樹脂, (B)(bl) —種由式(I)代表之化合物(b2) —種由式(III)代表之化 合物和一種由式(IV)代表之化合物之組合及(C)一種抗滴劑。 (I) HO_ -〇 --卜0- Η OH n _ 其中η表示自1至100之整數;Xf表示R|R2N(CH2)mNR3R4、六氫吡畊 或含六氫吡p井環之二胺;Ri、R2、R;及FU可相同或不同、分別 表示氫原子或具有1至5個碳原子的直鏈或分枝烷基;m表示1 1284658 _ (3) 發明說明續頁 至10之整數;Yi表示氨或由式(II)代表的三畊衍生物;而p和q 分別表示滿足以下關係的一個數:0< p£_n+2,0< q£_n+2,且 0<p+q£_n+2。 (Π)
其中Z2可相同或不同,分別表示-NR5R6基團(其中R5及Re φ 可相同或不同,分別表示氫原子或具有1至6個碳原子的直 鏈或分枝烷基或羥甲基)、羥基、魏基、具有1至10個碳原子 的直鏈或分枝烷基、具有1至10個碳原子的直鏈或分枝烷氧 基、苯基或乙晞基。 m Χι HO— Ρ
II•P—0--Η IOH Q
其中Xi、p和n係如上所定義者。 (IV) Η0— 0Η
Η Q Μα 其中Υ,、q和η係如上所定義者。 將減少量特定磷酸鹽和抗滴劑混入樹脂提供具有極佳 難燃性之樹脂組合物,而不用在燃燒時放出毒性氣體的以 1284658 發明說明續頁 (4) 鹵素為基礎之阻燃劑。 發明詳細說明
可用作組分(A)之合成樹脂包括熱塑性和熱固性樹脂。熱 塑性樹脂包括,聚烯烴樹脂,如α -烯烴均聚物,例如,聚丙 烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚 丁烯及聚-3-甲基戊烯,烯烴共聚物,例如,乙烯-乙酸乙烯 酯共聚物和乙烯-丙烯共聚物,及此等聚烯烴樹脂之共聚 物;含自素樹脂,如聚氯乙烯、聚亞乙烯基二氯、氯化聚乙 缔、氯化聚丙烯、聚亞乙烯基二氟、氯化橡膠、氯乙烯-乙 酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-乙烯共聚物、氯乙烯-亞乙晞基二 氯共聚物、氯乙晞-亞乙烯基二氯-乙酸乙烯酯三元共聚物 、氯乙缔-丙晞酸酯共聚物、氯乙晞-馬來酸酯共聚物及氣乙 烯-環己基馬來醯亞胺共聚物;石油樹脂、苯并呋喃-莽樹脂 、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸系樹脂、苯乙烯(及/或α-甲基苯乙烯)及其它單體(例如,馬來酸酐、苯基馬來醯亞胺 、甲基丙婦酸甲酯、丁二烯及丙烯腈)之共聚物,如AS樹脂、 ABS樹脂、MBS樹脂和耐熱ABS樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛和聚乙烯醇縮丁醛,線性聚酯, 如聚對酞酸乙二醇酯和聚對酞酸丁二醇酯,聚氧伸苯,聚 醯胺樹脂,如聚己内醯胺和聚六亞甲基己二醯胺,聚碳酸 酯,聚碳酸酯/ABS樹脂,分枝聚碳酸酯,聚縮醛,聚伸苯硫 ,聚胺基甲酸酯和纖維素樹脂;及其複合高聚物。熱固性 樹脂包括酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂及不 飽和聚酯樹脂。亦可使用彈性體,如異戊二晞橡膠、丁二 1284658 _ m 發明說明續頁 缔橡纟爹、丙丨布猜-丁二缔共聚物橡知以及冬乙缔-丁二坪共 聚物橡膠。在此等樹脂中,聚烯烴樹脂難以產生難燃性, 特別為聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂,此等樹脂適合作為加入 本發明之特定磷酸鹽及抗滴劑以提供難燃性樹脂組合物 之樹脂。 根據本發明之阻燃技術有效用於以上引用的合成樹脂 ,所表現效果有些依賴樹脂之密度、軟化點、溶劑不溶性 内容物及立體定向性、樹脂中是否保留或保留多少催化劑 殘餘物、起始晞煙的種類和聚合比、所用聚合催化劑的種 類(例如,路易絲(Lewis)酸催化劑或金屬茂催化劑)等變化。 在由式(I)代表的構酸鹽中,由Ri、R2、及R4代表的燒基包 括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基 及戊基。 式(I)之磷酸鹽為自⑻二胺、(b)氨或三畊衍生物和⑷正磷酸 或聚磷酸獲得的磷酸胺鹽。式(I)之磷酸胺鹽可如下製備。 將預定量正鱗酸或具有2至約100縮合度之縮合鱗酸放入一 種具有或不具有惰性溶劑之反應器。將由式R|R2N(CH2)mNR3R4 (其中Ri、R2、113及R4可相同或不同,分別表示氫原子或具有1 至5個碳原子的直鏈或分枝烷基;m表示自1至10之整數)、六 氫吡畊或含六氫吡畊環的二胺代表之二胺(以後包含性稱 為二胺)直接或用水等稀釋加入,並使其在-l〇°C至100°c反應 。該反應為中和反應,進行很快。將由式(II)代表的氨或三 畊衍生物直接或用水等稀釋加入中間產物(分離或原產物) 。使反應混合物在加熱下反應,以產生所需磷酸胺鹽。參 -10 - 1284658 發明說明續頁 ⑹ 與反應的二胺和氨或三ρ井衍生物之量根據所用正罐酸或 縮合磷酸之磷濃度而變化。即,二胺係以小於正磷酸或縮 合磷酸中所存在羥基數量之一半莫耳量使用,較佳以正磷 酸或縮合磷酸的近似等莫耳量使用。然後將氨或三畊衍生 物以相當於中間產物中剩餘羥基之量加入所得中間產物。 二胺之實例為Ν,Ν,Ν’,Ν’-四甲基二胺基甲烷、乙二胺、Ν,Ν’-二甲基乙二胺、Ν,Μ-二乙基乙二胺、Ν,Ν-二甲基乙二胺、Ν,Ν-二乙基乙二胺、N,N,N,,NL四甲基乙二胺、N,N,Nf,Nf-二乙基乙二 胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、 六亞甲基二胺、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基 壬燒、1,10-二胺基癸燒、六氫被呼、反-2,5-二甲基六氫说17井、 1,4-雙(2-胺乙基)六氫吡畊及1,4_雙(3-胺丙基)六氫吡畊。可在 本發明中使用的所有此等二胺化合物均在市面上有售。 式(II)之三畊衍生物之實例為三聚氰胺、乙醯胍胺、苯并 胍胺、丙烯醯基胍胺、2,4-二胺基-6-壬基-1,3,5-三畊、2,4-二胺 基-6-¾ 基-1,3,5-二 p井、2-胺基-4,6-二無基-1,3,5-二 57井、2,4-二胺基-6-甲氧基-1,3,5-三畊、2,4-二胺基-6-乙氧基-1,3,5-三畊、2,4-二胺基各 丙氧基-1,3,5-三畊、2,4-二胺基-6-異丙氧基-1,3,5-三畊、2,4-二胺 基-6-巯基-1,3,5-三畊及2-胺基-4,6-二銃基-1,3,5-三畊。可在本發 明中使用的所有此等三呼衍生物均在市面上有售。 由式(III)代表的磷酸鹽較佳包括鱗酸和六氫咐51井間生成 的鹽。六氫吡畊鹽(例如,焦磷酸六氫吡畊)很容易獲得,為 此,可使六氫P比呼和焦磷酸在水或含水甲醇溶液中反應, 並作為水微溶性沈澱收集鹽。磷酸六氫吡畊鹽包括正磷酸 1284658 _ (7) 發明說明續頁 六氫?比ΰ井、焦鱗酸六氫吹喷及其它聚鱗酸六氫说0井。在鱗 酸組合物中,用於製備聚磷酸六氫吡畊的聚磷酸沒有特別 限制。即,聚磷酸可為正磷酸、焦磷酸、三聚磷酸及其它聚 磷酸之混合物。 由式(IV)代表的磷酸鹽較佳包括磷酸和三聚氰胺間生成 的鹽。為製備磷酸三聚氰胺鹽例如,焦磷酸三聚氰胺,可 使焦磷酸鈉和三聚氰胺在鹽酸存在下以任意比反應、,並用 氫氧化鈉將反應混合物中和。較佳用於本發明的磷酸三聚 氰胺包括正磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺及其它聚磷酸 二聚氣胺。 用作组分(Β)的磷酸鹽較佳具有40微米或更小的平均顆粒 大小,特佳10微米或更小。具有大於40微米平均顆粒大小的 組分(Β)不僅趨向於在樹脂(Α)中具有不良分散性,導致不能 顯示高難燃性,而且可降低自所得樹脂組合物製備的模製 物件之機械強度。 以100重量份作為組分(Α)的樹脂計,組分(Β)較佳以5至70重 量份使用,特佳10至50份,尤佳15至40份。組分(Β)比例小於5 份趨向不能產生足夠阻燃效果。組分(Β)比例超過70份可降 低樹脂性能。 式(III)之磷酸鹽和式(IV)磷酸鹽較佳以(111)/(1 V)為40/60至80/20 之重量比混合,特佳50/50至70/30。 為防止燃燒時成滴,本發明之難燃性樹脂組合物基本上 包含一種已知抗滴劑作為組分(C)。適用抗滴劑之實例包括 ,氟樹脂,如聚四氟乙晞、聚亞乙晞基二氟和聚六氟丙蹄; 1284658 (8) 發明說明續頁 全氟燒績酸驗金屬鹽或驗土金屬鹽,如全氟甲續酸鈉、全 氟正丁磺酸鉀、全氟三級丁磺酸鉀、全氟辛磺酸鈉及全氟-2-乙基己磺酸鈣;以及矽酮橡膠。此等抗滴劑可單獨使用或 兩種或多種組合使用。其中的聚四氟乙烯(PTFE)因其高無滴 效果特佳。 以100重量份樹脂計,抗滴劑較佳以0.05至5重量份之量使 用,特佳0.1至2重量份。小於0.05份之量僅產生小的無滴作用 。包含大於5份抗滴劑之樹脂組合物傾向於在燃燒時經歷 可觀收縮,只提供具有減低尺寸精度之模製物件。 如需要,可由加入S分抗氧化劑、磷抗氧化劑、硫·抗氧化 劑、紫外線吸收劑、受阻胺光穩定劑及類似物使本發明之 難燃性樹脂組合物穩定。 所用酚抗氧化劑包括2,6-二-第三丁基-對甲酚、2,6-二-苯基-4-十八烷氧基苯酚、(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)膦酸二硬 脂酯、1,6-六亞甲基雙[(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯胺]、 4,4’-硫代雙(6-第三丁基-間甲酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基各第三 丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)、4,非亞丁基 雙(6-第三丁基-間甲酚)、2,2’-亞乙基雙(4,6-二-第三丁基-苯酚) 、2,亞乙基雙(4-第二丁基-6-第三丁基苯酚)、1,1,3-叁(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、1,3,5-叁(2,6_二甲基-3-經基-4-第三 丁基苄基)異氰脲酸酯、1,3,5-叁(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基) 異氰脲酸醋、1,3,5-叁(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)-2,4,6-三甲基 苯、2-第三丁基-4-甲基-6-(2-丙烯醯氧基-3-第三丁基-5-甲基苄 基)苯酚、十八烷基3,5-二-第三丁基冰羥基苯基丙酸硬脂酯、 1284658 _ (9) I發明說明續頁 肆[甲基3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸甲醋]甲烷、雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基丙酸)硫代二乙二醇酯、1,6-六亞甲 基雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基丙酸)酯、雙[3,3-二(4-羥基-3-第三丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、雙[2-第三丁基-4-甲基-6-(2-羥 基-3-第三丁基-5-甲基苄基)苯基]對酞酸酯、1,3,5-三[(3,5-第三 丁基-4-羥基苯基)丙醯氧基乙基]異氰脲酸酯、3,9-雙[1,1-二甲 基-2-{(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}乙基]-2,4,8,10- 四氧雜螺[5,5]H--烷以及雙(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基 丙酸)三乙二醇酯。以100重量份樹脂計,酚抗氧化劑通常以 0.001至10重量份之量使用,較佳0.05至5重量份。
所用磷抗氧化劑包括亞磷酸叁壬基苯酯、亞磷酸叁[2-第 三丁基-4-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基硫代)-5-甲基苯酯]、 亞磷酸三癸酯、亞磷酸辛酯二苯酯、亞磷酸二(癸基)單苯酯 、二(十三烷基)四級戊四醇二亞磷酸酯、二(壬基苯基)四級 戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)四級戊四醇二 亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)四級戊四醇二亞 磷酸酯、雙(2,4,6-三-第三丁基苯基)四級戊四醇二亞磷酸酯、 雙(2,4-二枯基苯基)四級戊四醇二亞磷酸酯、四(十三烷基)-亞異丙基二苯酚二亞磷酸酯、四(十三烷基>4,4,-正亞丁基雙 (2-第三丁基-5-甲基苯酚)二亞磷酸醋、六(十三烷基)-1丄3-叁(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷三亞磷酸酯、肆(2,4-二-第 三丁基苯基)聯苯二亞磷酸酯、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧、2,2f-亞甲基雙(4,6-第三丁基苯基)-2-乙基己基亞磷酸醋、 2,2f-亞甲基雙(4,6-第三丁基苯基)-十八烷基亞磷酸酯、2,2匕乙 -14- 1284658 發明說明續頁 (10) 叉基雙(4,6-二-第三丁基苯基)氟代亞磷酸酯叁(2-[(2,4,8,10-肆-第三丁基二苯并[d,f][l,3,2]-二氧雜磷呼(phosphepin)-6-基)氧基]乙 基)胺以及2-乙基-2-丁基丙二醇和2,4,6-三-第三丁基苯酚的亞 磷酸酯。以100重量份樹脂計,磷抗氧化劑通常以0.001至10 重量份之量使用,較佳0.05至5重量份。
所用硫醚抗氧化劑之實例包括,硫代二丙酸二烷酯,如 硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二肉豆蔻酯及硫代二丙 酸二硬脂酯、以及四級戊四醇四(β-烷基鉸基)丙酸酯。以100 重量份樹脂計,硫醚抗氧化劑通常以0.001至10重量份之量 使用,較佳0.05至5重量份。
所用紫外線吸收劑包括,2-羥基二苯酮,如2,4-二羥基二苯 酮、2-羥基-4-甲氧基二苯酮、2-羥基-4-辛氧基二苯酮及5,5f-亞 甲基雙(2-羥基-4-甲氧基二苯酮);2-(2’-羥基苯基)苯并三唑, 如2W-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2^羥基二-第三丁基 苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2^羥基第三丁基-5^甲基苯基)-5-氯 苯并三唑、2-(2^羥基第三辛基苯基)苯并三唑、2-(2^羥基 -3f,5’-二枯基苯基)苯并三唑、2,2^亞甲基雙(4-第三辛基-6-(苯并 三唑基)苯酚)以及2-(2^羥基第三丁基羧基苯基)苯并三 唑;苯甲酸酯,如水楊酸苯酯、間苯二酚單苯甲酸酯、3,5-二-第三丁基-4-羥基苯甲酸2,4-二-第三丁基苯酯、3,5-二-第三 丁基-4-羥基苯甲酸2,4-二-第三戊基苯酯及3,5-二-第三丁基-4-羥基苯甲酸十六烷酯;經取代N,N'-草醯二苯胺,如2-乙基-2^ 乙氧基-Ν,Ν^草醯二苯胺及2-乙氧基-咎十二烷基-N,Nf-草醯二 苯胺;氰基丙烯酸酯,如α-氰基-β,β-二苯基丙晞酸乙酯及2- -15 - 00 1284658 發明說明續頁 氰基-3-甲基-3-(對y氧基苯基)丙缔酸甲酯;及三芳基三啫, 如2-(2-羥基斗辛氧基苯基)_4,6_雙(2,4_二·第三丁基二^ :均三 畊、2-(2-羥基斗甲氧基苯基)_4 6_二苯 = 签7 一开以及2-(2-羥基 4-丙氧曰基·5_甲基苯基>4,6_雙(2,4_二_第三丁基苯基均三畊。以 100重量知樹脂計’紫外線吸收劑通常以0.001至30重量份之 量使用’較佳0.05至10重量份。 通合受阻胺光穩定劑之實例包括硬脂酸2,2,6,6_四甲基-4-哌啶酯、硬脂酸-五甲基斗哌啶酯、苯甲酸2,2,6,6书甲 像 基4-喊咬酯、癸二酸雙(2,2,6,6-四甲基斗哌啶酯)、癸二酸雙 (1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯)、癸二酸雙(1_辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-咬淀醋)、1,253,4-丁烷四羧酸肆(2,2,6,6_四甲基-4-哌啶酯)、1,2,3,4-丁健四羧酸肆(1,2,2,6,6-五甲基-4-喊啶酯)、1,2,3,4-丁烷四羧酸雙 (2,2,6,6-四甲基斗哌啶酯)二(十三烷酯)、i,2,3,4-丁烷四羧酸雙 (1,2,2,6,6-五甲基-4-旅啶酯)二(十三境酯)、2-丁基-2-(3,5-二-第三 丁基I幾基芊基)丙二酸雙(1,2,2,4,4-五甲基-4-峰啶酯)、1-(2-羥 乙基)-2,256,6-四甲基-4-哌啶醇/丁二酸二乙醋縮聚物、1,6-雙 φ (2,2,6,6-四曱基一4_喊口定胺基)己燒/2,4-二氯-6-嗎淋代-均-三畊縮 聚物、1,6-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺基)己烷/2,4-二氣-6-第三辛 胺基-均·三啩縮聚物、1,5,8,12-肆[2,4-雙(N-丁基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)胺基)·均-三畊各基]-1,5,8,12-四氮雜十二烷、1,5,8,12-肆 [2,4-雙(队丁基-义(1,2,2,6,6-五甲基-4-成症基)胺基)-均-三17井-6-基]-1,5,8,12-四氮雜十二垸、1,6,11-参[2,4-雙(N-丁基-N-(2,2,6,6-四甲 基4-峰啶基)胺基)_均-三畊-6-基]胺基Η--烷以及1·6,11-叁[2,4- 雙(仏丁基^-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)胺基)-均-三畊-6-基]胺基 -16· 1284658 發明:說明磧頁 (12) 十一燒。以100重量份樹脂計,受阻胺光穩定劑通常以0.001 至30重量份之量使用,較佳0.05至10重量份。
如需要,本發明之難燃性樹脂組合物可包含二氧化矽或 金屬氧化物。金屬氧化物包括氧化鈥、氧化鋅、氧化#5、氧 化鎂、氧化锆、氧化銷、氧化錫、氧化錯、氧化銻、氧化翻 及氧化鎘。可使欲加入的氧化矽經過各種表面處理。二氧 化矽(矽石)包括乾矽石及濕矽石。市售矽石產物包括,自尼 盤氣溶膠公司(Nippon Aerosil Co·,Ltd)的Aerosil ;自托庫亞馬公司 (Tokuyama Corp.)的 Reosil和 Tokusil ;自辛諾吉公司(Shionogi & Co.,Ltd) 的 Carplex ;自福吉矽亞化學公司(Fuji Silysia Chemical, Ltd.)的 Sylicia ;及自密蘇薩瓦工業公司(Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.)的 Mizukasil。在此等種類中,較佳為具有結合到表面甲基的疏 水性者,如自尼盤氣溶膠公司的Aerosil R972、Aerosil R972V、Aerosil R972CF及 Aerosil R974。
以100重量份樹脂計,二氧化矽或金屬氧化物通常以0·01 至5重量份之量使用,較佳0.05至3重量份。 如需要,本發明之難燃性樹脂組合物可進一步包含各種 添加劑。所用添加劑包括,成核劑,如,對-第三丁基苯甲 酸鋁、芳族磷酸酯金屬鹽及二亞芊基山梨糖醇;抗靜電劑 ,金屬皂,水滑石,含三α井環之化合物,金屬氫氧化物,磷 酸鹽阻燃劑,其他無機磷阻燃劑,S素阻燃劑,碎酮阻燃 劑,填料,顏料,潤滑劑及發泡劑。 含三畊環之化合物包括三聚氰胺、三聚氰胺二醯胺、苯 并胍胺、乙酿基胍胺、S太二胍胺、氰脲酸三聚氰胺、焦鱗酸 -17- 1284658 發明說明續頁 (13) 三聚氰胺、伸丁二胍胺、降冰片烯二胍胺、亞甲基二胍胺、 伸乙基二(三聚氰胺)、三亞甲基二(三聚氰胺)、四亞甲基二 (三聚氰胺)、六亞甲基二(三聚氰胺)及1,3-伸己基二(三聚氰 胺)。 金屬氫氧化物包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧 化鋇及氫氧化鋅。
本發明之難燃性樹脂組合物在使用上沒有限制。例如, 本發明之難燃性樹脂組合物具有用於機器機械零件、電或 電子元件及汽車部件的多種用途。其應用實例包括,電及 電子元件,如齒輪、箱、感測器、LEP燈、連接器、插座、電 阻器、繼電器盒、開關、線圈軸、電容器、可變電容器、光 感測器、振蕩器、端子板、轉換器、插銷、印刷線路板、調 諧器、揚聲器、麥克風、耳機、小型馬達、磁頭基底、電源 模組、外殼、半導體元件、液晶元件、FDD托架、FDD底盤、 馬達刷支架、拋物線式天線及電腦有關元件;家用器具及 辦公設備,如VTRs、電視機、熨斗、吹風機、做飯炊具、微波 爐、音頻-視頻媒介(例如,雷射盤及壓縮盤)、照明固定裝置 、冰箱、空調機、打字機、文字處理器、辦公電腦、電話、 傳真機及影印機;機器相關零件,如清洗夾具、各種軸承(例 如,缺油軸承、船尾軸承及浸入式軸承)、馬達、打火機及 打字機;光學設備及與精度機械有關的元件,如顯微鏡、 雙筒望遠鏡、攝像機及手錶;汽車部件,如交變器(alternator) 終端、交變器連接器、1C調節器、電位器底座、各種閥(例如 ,排氣閥)、與燃料、排氣或吸入有關的管、空氣吸入通管、 -18 - (14)1284658 發明說明續頁 吸入歧管、燃料系、引擎冷卻水接頭 '化油器襯塾、 測器、冷卻水感測器、油溫感測器 ^ 哭、而今,云旦、+ 利動問親墊磨損感測 时二耽〜1计、AC恒溫底座、AC熱空氣流動控制間 器馬達用的刷支架、水…、葉輪機葉片、與電刷馬達 相關的零件、配電器、啟動開關、啟動繼電器、傳輸線用具 、冒洗器噴嘴、AC面板配電盤、燃料相關電磁閥用的線圈、 熔斷絲連接器、喇,八終端、電元件和附件用的絕緣材料、 步進馬達用的旋轉器、燈座 '燈反射器、燈罩 '制動閘活塞 、螺線管軸、引擎濾油器及點火裝置盒;個人電腦、印刷機 、顯示器、CRTs、傳真機、影印機、文字處理器、筆記本電腦 用的箱殼、DVD驅動器、PD驅動器或軟碟驅動器的記憶器·, 其他模製物件;薄膜;絲纖;及纖維。 現在參考實例更詳細說明本發明,但應懂得,本發明不 受其限制。除非另外指明,所有份數及百分數均以重量計。 實例1至13及比較彳生實例1至3 將100份模製級聚丙晞(自密蘇伊化學公司購得(Mitsui
Chemicals,Inc.))與〇·1份硬脂酸鈣(潤滑劑)、0.1份肆[甲基3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯]璆烷(酚抗氧化劑)及〇.1份 亞磷酸叁(2,4_二-第三丁基笨酯)(磷抗氧化劑)混合,藉以製 備一種聚丙烯樹脂(PP)組合物。根據以下表1至3(表中調配 物均以重量百分比給出),將pp組合物與阻燃劑和聚四氟乙 晞(PTFE)作為抗滴劑混合物漏合,將混合物在200°C至230°C擠 壓並製丸。所得混合物在220。(:注射模塑,以製備1.6毫米厚 樣品。分別以2/1之三聚氰胺/焦磷酸莫耳比、1/1之六氫吡畊/ ' 19- 1284658 _ (15) 發明說明續頁 焦磷酸莫耳比及1/1/1之三聚氰胺/六氫吡畊/焦磷酸莫耳比 製備表中的焦磷酸三聚氰胺、焦磷酸六氫吡畊及焦磷酸三 聚氰胺六氫< p井。 根據以下方法將樣品進行UL-94V (垂直燃燒)試驗。另外用 樣品檢測氧指數。所得結果顯示於表1至3中。 UL可燃性94V試驗:
將12.7毫米寬、127毫米長及1.6毫米厚的樣品垂直放置,對 樣品下端給予試驗燃燒器火焰10秒鐘。10秒鐘後,移去火焰 ,記錄燃燒時間(至自身熄滅所需的時間)。一旦火焰熄滅, 就立即給予火焰另外10秒鐘。再次記錄燃燒時間。亦觀察 由燃燒物件滴點燃棉層。 將在各次點火及點燃棉層後的燃燒時間譯成UL-94可燃性 等級。V-0等級為最低可燃性。V-1等級為較低可燃性,而V-2 等級為仍較低可燃性。未譯成此等等級的樣品評價為“NR”。
表1 實例編號 1 2 3 4 5 6 PP組合物 76.0 78.0 76.0 77.0 78.0 76.0 焦鱗S父二聚夜胺 12.0 10.0 9.6 9.2 8.8 10.0 焦磷酸六氫7比ρ井 12.0 12.0 14.4 13.8 13.2 10.0 聚磷酸銨 - - - - - 4.0 PTFE_ 1^-94乂(1.6毫米厚) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 氧指數 31.0 29.5 31.0 31.0 29.5 31.0 表2 實例編號 7 8 9 10 11 12 13 PP組合物 78.0 78.0 76.0 76.0 72.0 76.0 80.0 焦磷酸三聚氰胺 8.0 7.0 9.6 - 14.0 - 8.0 聚磷酸三聚氰胺 - - _ 9.6 - - - -20 1284658 _
(16) 說明續I 焦磷酸六氫吨畊 14.0 15.0 崎 14.4 14.0 - 12.0 (聚)轉酸六氫p比啩 禱 - 14.4 - - - - 焦磷酸三聚氰胺六 氫0比p井 - - - - - 17.0 - 聚鱗酸铵 • 麵 藝 7.〇Π - PTFE ' 0.1 0.1 0.1 0.1 0.05 0.1 0.1 Si〇22) ~ • 嫌 • 嶋 - 0.2 UL-94V(1.6 毫 5 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 〒 V-0 V-0 氧指數 30.5 29.5 30.5 30.0 32.5 29.0 31.0 1)自尼盤化學工業公司(Nippon Chemical Industrial Co.,Ltd.)購得
白勺Pori-rinsan 107,一種1·· 1莫耳比磷酸(焦磷酸:50% ;正磷酸 :30% ;三聚磷酸:15% ;其他聚磷酸:5%)和六氫吡呼之反 應產物(以平均分子量為基礎計算)。 2)自尼盤氣溶膠公司(Nippon Aerosil Co.,Ltd)的 Aerosil R972 〇 表3 f例編號 1 2 3 PP組合物 100.0 76.0 76.0 焦磷酸三聚氰胺 - 12.0 24.0 焦鱗酸六氫P比呼 • 12.0 PTFE 0.1 UL-94V (1.6毫米厚) __NR V-2 NR 氧指數 —_1§.5 31.0 22.0 自表1至3明顯看出,在UL-94V試驗中,含⑻樹脂、(B)確定磷 酸鹽及(C) PTFE之實例1至13之複合物均被評價為v_〇 ,而比較 性實例1至3之複合物不能達到ν-〇水平,即,未顯示充分難
燃性。 '21 ,
Claims (1)
- I28465|8 公老·界 拾、申請專利範圍 1 . 一種難燃性樹脂組合物,其包括(A)—種合成樹脂,(B)(bl) 一種由式(I)代表之化合物或(b2) —種由式(III)代表之化 合物和一種由式(IV)代表之化合物之組合,及(C)一種抗滴 劑, WD 一ίί 咖 HO- -P — οι Η OH mmm η - K]q其中η表示自1至100之整數;X!表示、六氫 ρ比喷或含六氫ρ比0井環之二胺;Ri、R2、及1^4可相同或不 同,分別表示氫原子或具有1至5個碳原子的直鏈或分枝 烷基;m表示自1至10之整數;Yi表示氨或由式(II)代表的 三畊衍生物;而p和q分別表示滿足以下關係的一個數: 0<p£_n+2,0<qSn+2,,且 0<p+q£_n+2,其中Z2可相同或不同,分別表示-NR5R6基團(其中R5及 R6可相同或不同,分別表示氫原子或具有1至6個碳原子 的直鏈或分枝烷基或羥甲基)、羥基、鲮基、具有1至10 個碳原子的直鏈或分枝烷基、具有1至10個碳原予的直 鏈或分枝烷氧基、苯基或乙晞基, .22 - 1284658 ⑽ Xi II HO-fP- ·0-_ OH 其中X!、p和n係如上所定義者 〇v) II H0-+P—0— OH Ηη Υι 申請專利範圍績頁 •fl n q 2. 3. 4· 5· 6. 其中Yi、q和n係如上所定義者。 根據申請專利範圍第1項之難燃性樹脂組合物,其包括 每100重量份組分(Α)5至70重量份之組分(Β)及0.05至5重量 份之組分(C)。 根據申請專利範圍第1項之難燃性樹脂組合物,其包括 每100重量份組分(Α)10至50重量份之組分(Β)及0.05至5重量 份之組分(C)。 根據申請專利範圍第1項之難燃性樹脂組合物,其包括 每1⑻重量份組分(Α)15至40重量份之組分(Β)及0.05至5重量 份之組分(C)。 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之難燃性樹脂組 合物,其中該組分(b-2)為40/60至80/20之(III)/(IV)重量比之式 (III)之磷酸鹽和式(IV)之磷酸鹽之組合。 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之難燃性樹脂組 合物,其中該組分(b-2)為50/50至70/30之(III)/(IV)重量比之式 (III)之磷酸鹽和式(IV)之磷酸鹽之組合。 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之難燃性樹脂組 合物,其中該組分(A)為一種聚烯烴樹脂。 -23 - 1284658 申請專利範圍績頁 8. 根據申請專利範圍第7項之難燃性樹脂組合物, 聚烯烴樹脂為一種聚丙烯樹脂或聚乙缔樹脂。 9. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之難燃性 合物,其中該組分(b2)為一種由式(III)代表之聚磷 。比畊(其中p為1,且X!為六氫吡畊)和由式(IV)代表 酸三聚氰胺(其中q為2,且Υι為三聚氰胺)之組合 10·根據申請專利範圍第9項之難燃性樹脂組合物, 聚磷酸六氫p比喷為焦磷酸六氫说p井。 11·根據申請專利範圍第9項之難燃性樹脂組合物, 聚磷酸三聚氰胺為焦磷酸三聚氰胺。 12·根據申請專利範圍第1至4項中任一項之難燃性 合物,其中該組分(C)為聚四氟乙烯。 13.根據申請專利範圍第1至4項中任一項之難燃性 合物,其進一步包括二氧化矽或一種金屬氧化4 其中該 ‘ 樹脂組 酸六氫 之聚磷 ) 其中該 其中該鲁 樹脂組 樹脂組-24-
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