TWI523895B - 膨脹型之無鹵素以矽－磷－氮為基礎之聚合性阻燃劑 - Google Patents

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Description

膨脹型之無鹵素以矽-磷-氮為基礎之聚合性阻燃劑 發明領域
本發明係有關於膨脹型之無鹵素的矽-磷-氮(SPN)聚合性阻燃劑、供用於該等阻燃劑之製備的製程、以及有該等阻燃劑併入的組成物及物件。
 發明背景 相關技藝說明
由於在環境與防火安全方面的關心逐漸增加，已有努力在發展無鹵素阻燃劑(HFFR)以供用於各種聚合性系統。以磷與氮為基礎之膨脹型阻燃劑(IFR)系統係被廣泛地使用。然而，藉著將高負載的阻燃劑(FR)併入至一聚合物基質中，該聚合物組成物之特性可能會被犧牲，例如，物理特性、電特性、或時效特性。因此，有一需求在於減少阻焰組成物中HFFR的負載，同時維持該等聚合物基質的特性。有時，呈低分子量的以磷與氮為基礎之IFR係被使用，但因該IFR的移動而更糟。
 發明概要
在一個實施態樣中，本發明係為化學式(I)之膨脹型無鹵素矽-磷-氮(IHFSPN)聚合物
其中R1至R6可為彼此相同或不同，且各為：氫、C1-C5烷基、C3-C5羥烷基、C3-C4烯基、C6-C10芳基、C7-C8芳烷基、或環烷基結構(如，環己基)，而“n”是2至100且典型為5至20。
在一個實施態樣中，本發明係為化學式(II)之IHFSPN聚合物
其中“n”是2-100且典型為5-20。
在一個實施態樣中，本發明係為包含二或更多化學式(I)之IHFSPN聚合物的一阻燃劑系統。
在一個實施態樣中，本發明係為包含一或更多化學式(I)之IHFSPN聚合物以及一基底聚合物的組成物，其中該基底聚合物非為化學式(I)之聚合物。
在一個實施態樣中，本發明係為包含化學式(I)之IHFSPN聚合物的一物件。在一個實施態樣中，本發明係為包含化學式(II)之IHFSPN聚合物的一物件。
在一個實施態樣中，本發明係為製成化學式(I)之IHFSPN聚合物的一製程，該製程包含下列步驟：
(i)　在反應條件下令二鹵矽烷與二胺接觸以產出矽二基二胺(silanediyldiamine)；
(ii)　在反應條件下令二鹵磷酸化合物與多元醇(polydric alcohol)接觸以產出螺二鹵磷酸化合物(spirodihalophosphate)；以及
(iii)　在反應條件下令該矽二基二胺與該螺二鹵磷酸化合物接觸以產出化學式(I)聚合物。
在一個實施態樣中，本發明係為製成化學式(II)之IHFSPN聚合物的一製程，該製程包含下列步驟：
(i)　在反應條件下令二氯二苯基矽烷與乙烷-1,2-二胺於三乙胺的存在下接觸以產出N,N-(二苯基矽二基)二乙烷-1,2-二胺；
(ii)　在反應條件下令三氯化磷醯與季戊四醇(pentaerythirtol)接觸以產出新戊四醇(pentaerythritol)-螺二氯磷酸化合物；以及
(iii)　在反應條件下令該N,N-(二苯基矽二基)二乙烷-1,2-二胺與該新戊四醇-螺二氯磷酸化合物接觸以產出化學式(II)之聚合物。
所述化學式(I)之IHFSPN聚合物係可用作為各種阻燃劑系統及諸如那些用於製造金屬線和纜線塗料之聚合性組成物中的阻燃劑。
圖式簡單說明
第1圖係為聚(乙烯-丙烯酸乙酯)/聚磷酸銨(EEA/APP)複合物的SEM影像。
第2圖係為EEA/化學式(II)聚合物複合物的SEM影像。
 較佳實施例之詳細說明
本發明提供一種膨脹型之無鹵素(HF)聚合性矽-磷-氮(SPN)阻燃劑、一種供該阻燃劑之製備所用的製程、以及有該等阻燃劑併入的物件、系統及組成物。相較於傳統的以磷與氮為基礎之膨脹型阻燃劑(IFR)組成物，所發明的膨脹型之無鹵素SPN聚合物在一較低負載下賦予了良好的FR性能。
定義
除非有相反陳述、從上下文係無疑問者、或此技藝中之慣例，所有份數及百分比係以重量為基礎計，且所有試驗方法係為本揭露內容提申之日時所現行的。為美國專利實務之目的，任何所參照之專利、專利申請案或公開案的內容係以其等之整體併入以作為參考(或其相當之US版本係如此併入以作為參考)，尤其是對於定義之揭露內容(至不會與本揭露內容中所明確提供之任何定義不一致的程度)及此技藝中之通常知識。
本揭露內容中的數值範圍係為近似的，因而可包括該範圍之外的值，除非另有指明。數值範圍包括以一個單位的增量從下方值至上方值的所有值且包括該下方值及該上方值，前提是任一下方值與任一較高值之間有一至少兩個單位的間隔。舉例來說，若一組成特性、物理特性或其他特性，諸如例如分子量，係從100至1000，則諸如100、101、102等等之所有個別值以及諸如100至144、155至170、197至200等等之次範圍乃係清楚地列舉出。就含有小於1之值或含有大於1之小數值(如，1.1、1.5等等)的範圍而言，一個單位係的情視為0.0001、0.001、0.01或0.1。就含有小於10之個位數(如，1至5)的範圍而言，一個單位典型地被視為0.1。這些僅為明確意欲者的範例，且所列舉之最低值與最高值之間眾數值的所有可能組合係被視為清楚地陳述於本揭露內容中。數值範圍係被提供於本揭露內容中以供用於組成物之各種組分的量、製程參數、及相似者與其他事項。
“包含”、“包括”、“具有”及相似術語係非意欲排除任何額外組分、步驟或程序的存在，無論該額外組分、步驟或程序是否被明確地揭露。為避免任何疑問，所有透過使用術語“包含”來請求的製程可包括一或更多額外步驟、設備或組分零件之部件、及/或材料，除非有相反陳述。相對地，術語“基本上由...組成”係排除了任何其他組分、步驟或程序之任何後繼載述的範疇，除外者為那些對可操作性而言非必需者。術語“由...組成”係排除了任何未被明確敘述或列出的組分、步驟或程序。術語“或”，除非另有陳述，係指稱所列出之成員係個別的以及呈任一組合。
“組成物”、“調配物”及相似術語意指具二或更多組分的一混合物或摻合物。在構製出一纜線鞘或其他製造物件之材料混合物或摻合物的上下文中，該組成物包括所有混合組分，如，聚丙烯、聚乙烯共聚合物、金屬水合物及任何其他添加劑，諸如固化催化劑、抗氧化劑、阻燃劑等等。
“聚合物"意指藉聚合不論是相同或不同類型之單體所製備的一化合物。該一般性術語“聚合物”因而含括通常採用來指稱由僅一類型之單體所製備之聚合物的術語“均聚合物”與如下所界定的術語“互聚合物”。
"互聚合物"意指藉聚合至少兩不同類型之單體所製備的一化合物。此一般性術語包括通常採用來指稱由兩不同類型之單體所製備之聚合物的共聚合物與由多於兩不同類型之單體所製備的聚合物，如，三共聚合物、四共聚合物等等。
"熱塑性"材料意指當被加熱時可重複地被軟化使得可流動、而當被冷卻至室溫時會回到一硬狀態的一線性或分枝聚合物。該聚合物一般具有一利用ASTM D638-72方法之大於10000 psi(68.95 MPa)的彈性模數。此外，熱塑性塑料當被加熱至軟化狀態時可被模製或擠製成為具任何預定形狀的物件。
“纜線”、“電力纜線”及相似術語意指在一保護性套管或鞘內的至少一金屬線或光纖維。典型地，一纜線係為束縛在一起的二或更多金屬線或光纖維，典型地位於一共同保護性套管或鞘中。位於套管內部的個別金屬線或纖維可為裸露的、被包覆的或被絕緣的。組合纜線可含有電金屬線及光纖維兩者。所述纜線等等可被設計以供低、中及高電壓之施加。典型纜線設計係例示於美國專利第5,246,783、6,496,629及6,714,707號中。
“無鹵素”及相似術語意指本發明組成物係無或實質無鹵素含量，即，如藉離子色層分析(IC)或一類似分析方法測量係含有低於2000 mg/kg之鹵素。低於該量的鹵素含量係被視為對如由本發明組成物所製成之金屬線或纜線包覆物的許多產品的效力而言是無關緊要的。
"膨脹型阻燃劑"及相似術語意指一於曝火期間會讓一發泡炭形成在聚合性材料表面上的阻燃劑。
IHFSPN聚合物阻燃劑系統
本發明之一IHFSPN聚合物阻燃劑系統包含一或更多化學式(I)之IHFSPN聚合物。該IHFSPN阻燃劑系統可包括一或更多其他非化學式(I)之無鹵素阻燃劑，諸如聚磷酸銨(APP)、紅磷、矽氧、鋁氧、鈦氧化物、碳奈米管、滑石、黏土、有機改質黏土、聚矽氧聚合物、硼酸鋅、三氧化二銻、矽灰石、雲母、受抑胺穩定劑、八鉬酸銨、八鉬酸蜜胺、玻璃料、中空玻璃微球體、膨脹型化合物、可膨大石墨、乙烯二胺磷酸化合物、蜜胺磷酸化合物、蜜胺焦磷酸化合物、及蜜胺聚磷酸化合物。該IHFSPN聚合物阻燃劑系統可包括填料、抗氧化劑、色素、UC穩定劑、製程輔助劑、增韌劑等等。
該IHFSPN聚合物或二或更多IHFSPN聚合物的混合物構成IHFSPN聚合物阻燃劑系統的50重量百分比或更多，典型為60 wt%或更多、或70 wt%或更多、或80 wt%或更多、或90 wt%或更多。
在一個實施態樣中，該IHFSPN聚合物阻燃劑系統含有化學式(II)之IHFSPN聚合物。
IHFSPN聚合物組成物
所述該等IHFSPN聚合物典型地係用於聚合性組成物中作為阻燃劑，但該等IHFSPN聚合物亦可被用於該類組成物中作為製程輔助劑、交聯劑、或固化劑。例如，化學式(I)之IHFSPN聚合物可被用作為具有酸、酸酐或環氧基團之聚合物的固化劑。
本發明組成物典型地係藉摻合IHFSPN聚合物與基底聚合物來製備。該基底聚合物並非化學式(I)之聚合物，且代表性基底聚合物包括聚烯烴、聚胺酯、聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環氧樹脂、及相似者。典型地，該基底聚合物可包含乙烯乙酸乙烯酯共聚合物、聚(乙烯-丙烯酸乙酯)共聚合物、熱塑性聚胺酯、聚乙烯及聚丙烯之至少一者。該IHFSPN聚合物組成物可包含10至50重量百分比的化學式(I)之聚合物及50至90重量百分比的該基底聚合物。更佳地，該IHFSPN聚合物組成物可包含25至30重量百分比的化學式(I)之聚合物及70至75重量百分比的具有聚(乙烯-丙烯酸乙酯)之基底聚合物。
基底聚合物之更明確的範例包括諸如乙烯聚合物之聚烯烴(如，低密度聚乙烯(LDPE)、ULDPE、中密度聚乙烯(MDPE)、LLDPE、HDPE、勻相分枝線性乙烯聚合物、實質線性乙烯聚合物、接枝改質乙烯聚合物、乙烯-苯乙烯互聚合物、乙烯乙酸乙烯酯互聚合物、乙烯丙烯酸互聚合物、乙烯乙酸乙酯互聚合物、乙烯甲基丙烯酸互聚合物、乙烯甲基丙烯酸離子聚合物、及相似者)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、傳統的聚丙烯(如，均聚合物聚丙烯、聚丙烯共聚合物、隨機嵌段聚丙烯互聚合物及相似者)、熱塑性聚胺酯、聚醯胺、聚乳酸互聚合物、熱塑性嵌段聚合物(如，苯乙烯丁二烯共聚合物、苯乙烯丁二烯苯乙烯三嵌段共聚合物、苯乙烯乙烯-丁烯苯乙烯三嵌段共聚合物及相似者)、聚醚嵌段共聚合物(如，PEBAX)、共聚酯聚合物、聚酯/聚醚嵌段聚合物(如，HYTEL)、乙烯一氧化碳互聚合物(如，乙烯/一氧化碳(ECO)共聚合物、乙烯/丙烯酸/一氧化碳(EAAVO)三共聚合物、乙烯/甲基丙烯酸/一氧化碳(EMAACO)三共聚合物、乙烯/乙酸乙烯酯/一氧化碳(EVACO)三共聚合物及苯乙烯/一氧化碳(SCO))、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、氯化聚乙烯及相似者，以及其等之混合物。換言之，用於實施本發明之聚烯烴可為二或更多聚烯烴之摻合物、或一或更多聚烯烴與一或更多聚烯烴以外之聚合物的摻合物。
所述IHFSPN聚合物組成物亦可包括傳統的添加劑，該等添加劑可被引入於該等IHFSPN聚合物組成物中、或直接引入於IHFSPN聚合物阻燃劑系統中，範例為抗氧化劑、偶合劑、紫外線吸收劑、穩定劑、抗靜電劑、色素、染料、成核劑、強化填料或聚合物添加劑、滑動劑、塑化劑、製程輔助劑、潤滑劑、黏度控制劑、增粘劑、抗結塊劑、界面活性劑、增效劑油、金屬去活化劑、電壓穩定劑、阻燃劑填料、交聯劑、助力劑(booster)、及催化劑、以及煙抑止劑。添加劑及填料之可添加量的範圍以組成物重量為基礎計係從低於約0.1至大於約50重量百分比。
該IHFSPN聚合物可被交聯或偶合至基底聚合物，而該基底聚合物本身可為經交聯或未交聯。該IHFSPN聚合物以總組成物重量為基礎計可構成10至50 wt%。更典型地，該IHFSPN聚合物以總組成物重量為基礎計可構成25至30 wt%。
抗氧化劑的範例係為：受抑酚類，諸如肆[亞甲基(3,5-二-第三-丁基-4-羥氫化桂皮酸酯)]甲烷、雙[(β-(3,5-二第三-丁基-4-羥苄基)-甲基羧基乙基)]硫化物、4-4’-硫雙(2-甲基-6-第三-丁基酚)、及硫二乙烯雙(3,5-二第三-丁基-4-羥基)氫化桂皮酸酯；亞磷酸化合物(phosphites)與亞膦酸化合物(phosphonites)，諸如參(2,4-二第三-丁基苯基)磷酸化合物及二第三-丁基苯基-亞膦酸化合物；硫化合物，諸如硫二丙酸二月桂酯、硫二丙酸二肉豆蔻基酯(dimyristylthiodipropionate)、及硫二丙酸二(十八基)酯；各種矽氧烷；及各種胺，諸如經聚合-1,2-二氫-2,2,4-三甲基喹啉、4,4’-雙(α,α-二甲基苄基)二苯基胺、及烷基化二苯基胺。抗氧化劑之可使用量以組成物重量為基礎計係約0.1至約5重量百分比。
製程輔助劑可被包括於IHFSPN聚合物組成物中以達其等已知之目的。因而，雖然製程輔助劑並非達成勻相摻合物及減少黏度所必需，其等可被添加至本發明組成物中以進一步增強該等特性。例如，該等製程輔助劑可包括，但不限於，聚乙二醇、諸如十八酸鋅及十八酸鋁之十八酸金屬、十八酸鹽類、十八酸、聚矽氧烷、十八(醯)胺、乙烯-雙油基醯胺、乙烯-雙十八醯胺、矽聚合物、氟聚合物、其等之混合物及相似者。製程輔助劑當被併入於本發明組成物中時，通常的使用量以IHFSPN聚合物組成物之合計重量為基礎計係從約0.1至5重量百分比。
所述IHFSPN聚合物組成物可含有偶合劑及/或交聯劑以增進阻燃劑與基底聚合物之間的相容性。偶合劑或交聯劑的範例包括矽烷、鈦酸化合物(titanates)、鋯酸化合物(sircontates)、各種接枝有順丁烯二酸酐的聚合物、至共聚合物上的順丁烯二酸酐接枝、及其等之混合物。該組成物可包括之偶合劑或交聯劑的量以組成物重量為基礎計係從0.5至5重量百分比。有機過氧化物係較佳使用作為自由基產生劑及交聯劑。有用的有機過氧化物交聯劑包括，但不限於，二(第三-丁基過氧基異丙基)苯、過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)、二(第三-丁基)過氧化物、及2,5-二甲基-2,5-二(第三-丁基過氧基)-己烷。已知助劑亦可與該等偶合劑或交聯劑組合使用。有機過氧化物交聯劑係揭露於美國專利第3,296,189號中。
以IHFSPN為基礎之物件
由本發明IHRSPN聚合物組成物製造的物件包括，但不限於，金屬線及纜線塗料、薄膜、泡沫體、塑模、用於電子連接器之塗料、用於電子罩體之塑料、鞋類、家俱、裝飾品、印刷電路板、風車葉片、用於建築物之熱絕緣體、用於木質或鋼質結構之塗料、及黏合劑。這些物件之製成可使用已知設備及已知方法，如，擠製、模製、鑄製等等。
製造IHFSPN聚合物之製程
IHFSPN聚合物之合成以製備矽二基二胺及螺二鹵磷酸化合物開始。該矽二基二胺係依據下列圖示合成自0.1莫耳(mol)二氯矽烷與0.025 mol二胺在0.1 mol三乙胺(TEA)之存在下的反應：
其中R7至R13可為彼此相同或不同，且係選自：氫、C1-C5烷基、C3-C5羥烷基、C3-C4烯基、C6-C10芳基、C7-C3芳烷基、或環烷基結構(如，環己基)；而X可為任何鹵素，典型為氯。
螺二鹵磷酸化合物係藉由0.2 mol二鹵磷酸化合物與0.1 mol多元醇之反應來形成。反應物可選自二鹵矽烷、二胺、矽二基二胺及二鹵磷酸化合物/磷酸化合物/膦酸化合物(phosphonate)。其等之結構係列於下方圖示中：
其中R14至R21可為彼此相同或不同，且係選自：氫、C1-C5烷基、C3-C5羥烷基、C3-C4烯基、C6-C10芳基、C7-C8芳烷基、或環烷基結構(如，環己基)；而X可為任何鹵素，典型為氯。
IHFSPN聚合物係藉0.1 mol矽二基二胺與0.1 mol二鹵磷酸化合物在0.2 mol三級胺之存在下反應來形成。反應溫度可為自室溫至約200℃，視所使用的溶劑而定，如熟習此技藝者可認知者。化學式(I)之聚合物係按下方圖示形成：
其中上方圖示中之R1至R6可為彼此相同或不同，且係選自：氫、C1-C5烷基、C3-C5羥烷基、C3-C4烯基、C6-C10芳基、C7-C8芳烷基、或環烷基結構(如，環己基)；而X可為任何鹵素，典型為氯。
明確實施態樣
所有材料及溶劑係可得自國藥集團化學試劑有限公司(Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd)。
化學式(II)之IHFSPN聚合物的合成以製備N,N-(二苯基矽二基)二乙烷-1,2-二胺(DPSEA)及新戊四醇-螺二氯磷酸化合物(PSDCP)開始。0.1 mol二氯二苯基矽烷與0.025 mol乙烷-1,2-二胺在0.1 mol三乙胺(TEA)之存在下的反應形成DPSEA。0.2 mol三氯化磷醯與0.1 mol新戊四醇之反應形成PSDCP。0.1 mol DPSEA與0.1 mol PSDCP在0.2 mol TEA之存在下反應形成化學式(II)之IHFSPN聚合物。
DPSEA之合成
6.18 g(0.1mol) EDA與10.1g(0.1mol) TEA係溶解於20ml二氯甲烷中，位在裝備有回流冷凝器、頂置式機械攪拌器、溫度計及冰水槽的一個三頸燒瓶中。接著，6.33g(0.025mol) DCPS係溶解於80ml二氯甲烷中且在乾燥氮大氣下逐滴添加至該燒瓶中。該反應係持續達5-6小時。以水洗滌所得到的混合物以移除未反應的TEA、EDA及三乙胺氫氯化物來得到白色粉末。藉由真空乾燥，得到產物之產率為92%。
PSDCP之合成
30.38g(0.2mol) TCP、13.61g(0.1mol) PER與0.05g AlCl3係組合於250 ml MeCN中，位在裝備有回流冷凝器、頂置式機械攪拌器及溫度計的一個三頸圓底燒瓶中。該混合物係加熱至80℃且反應達7小時。在反應完全後，溶劑蒸發而帶來白色粉末。以冷水洗滌該粉末，乙醇及二氯甲烷，分別。該產物藉由真空乾燥在一爐中於50℃下乾燥達5小時而帶來23.67g產物PSDCP(產率80%)。
化學式(II)之IHFSPN聚合物的合成
烏別洛特黏度計(Ubbelohde viscometer)推估出該範例產物的分子量為7000，對應至“n”值為13。
30.24g(0.1mol) DPSEA係組合至100ml N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中，位在裝備有回流冷凝器、頂置式機械攪拌器及溫度計的一個三頸燒瓶中。該混合物係在乾燥氮大氣下攪拌直至該DPSEA於室溫完全溶解。接著，20.20g(0.2mol) TEA與29.7g(0.1mol) PSDCP係添加至該反應中且反應溫度增加至90℃。在24小時反應後，淺黃色沉澱物係藉過濾得到。以水洗滌所得到的固體且接著該固體係在真空爐中於80℃乾燥達6小時而帶來化學式(II)之聚合物(產率94%)。
化學式(II)之IHFSPN聚合物的特性分析
化學式(II)之IHFSPN聚合物係不可溶於常見的溶劑中。特性分析係透過元素分析(依據ASTM D7455-08)來進行。結果係列於表1中。
元素含量係藉由燃燒化合物所產生的氣體組成物來分析。氮及磷含量係非常接近計算含量。所試驗出的碳含量係遠低於計算值，其係歸因於炭在燃燒試驗期間形成。再者，三乙胺氫氯化物(一反應副產物)係藉由FTIR及NMR來檢測，其係確認反應物之間的聚縮合反應。因此，化學式(II)之IHFSPN聚合物的結構可被推斷出。
表2記述比較實例1-3及實例1和2的組成物及性能數據。諸如可得自陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)之EA103的聚(乙烯-丙烯酸乙酯)(EEA)及諸如可得自科萊恩(Clariant)之Exolit AP 442的聚磷酸銨(APP)在表2中係被縮寫。所有樣品係藉HAKKE Rheocord系統以160℃及60 rpm化合。化合物接著係被壓縮模製成為具有3公釐(mm)厚度的試驗樣本。垂直熾燒實驗(UL94)是藉ZCF-3 UL94儀器依據ASTM D3801使用125 mm X 13 mm X 3 mm條棒來進行。五試驗條棒係使用於此試驗。一壓縮模製板係於185℃模製溫度下製備，使用一低壓循環來促進熔化並接著使用一高壓來塑形3 X 200 X 200 mm板，且接著該塑模係保持在高壓(15 MPa)下並冷卻至室溫超過一8分鐘時段以固體化該板。
比較實例1-3及實例1和2在表2中之組成物調配物係提及聚(乙烯-丙烯酸乙酯)(EEA)及聚磷酸銨(APP)。
表2記述塑料可燃性之UL 94分級標準。本生火焰係施加至試驗樣本的底部。該火焰施加時間係為10秒。第一焰燒時間(t1)係為該本生火焰從樣品移除之後，該樣品上火焰的持續時間。在該第一火焰熄滅之後，本生火焰係再度施加達10秒並從該樣品移除。該第二焰燒時間(t2)係為該樣品上的火焰在本生火焰被移除之後直到該樣品上的火焰熄滅的持續時間。各焰燒時間就V0等級應不多於10秒，而就V1或V2等級應不多於30秒。三個試驗樣本的合計火焰時間就V0等級應不多於50秒，而就V1或V2等級應不多於250秒。V0及V1等級兩者在試驗樣本之下不會有滴下物來點燃棉球，而V2等級會有滴下物。無等級是使用於不符合V0、V1、或V2等級的任何試驗結果。
如表2中所示，所發明的IHFSPN聚合物組成物僅於25%重量計之負載位準就達到UL94 V0(實例1)。相對地，於EEA中有32% APP負載的樣品係達到UL94 V1，而EEA中有40% APP負載的樣品係達到UL94 V0(比較實例1-3)。再者，有40% APP/MC(2/1)負載的樣品係被燃盡而無UL94等級。此結果驗證了：相較於傳統的以APP與APP/MC為基礎的調配物，包含化學式(II)之IHFSPN聚合物的所發明IHFSPN聚合物組成物在較低負載下賦予了較好的阻燃劑性能。
第1和2圖顯示出EEA/APP複合物及EEA/化學式(II)之IHFSPN聚合物的複合物(兩者皆為32%負載)的SEM影像。如自圖中所見者，APP顯現如大顆粒。然而，化學式(II)之IHFSPN聚合物的熔點係位於聚合物製程溫度(~160℃)的範圍內，所以化學式(II)之聚合物可變得在聚合物基質分散良好。由此，包含化學式(II)之IHFSPN聚合物的阻燃劑組成物被預期對聚合物基質的機械特性不會有負面影響。又，化學式(II)之IHFSPN聚合物的添加可有助於聚合物基質的製程。
雖然本發明已透過前述某些較佳實施態樣的說明有一定細節的描述，該細節係用於例示之主要目的。熟習此技藝者可做出許多變異及修改而不背離如下列申請專利範圍中所描述之本發明的精神及範疇。
第1圖係為聚(乙烯-丙烯酸乙酯)/聚磷酸銨(EEA/APP)複合物的SEM影像。
第2圖係為EEA/化學式(II)聚合物複合物的SEM影像。

Claims (10)

  1. 一種化學式(I)或化學式(II)之膨脹型無鹵素矽-磷-氮(IHFSPN)聚合物， 其中“n”係為2至100；而R1至R6可為彼此相同或不同，且係選自於：氫、C1-C5烷基、C3-C5羥烷基、C3-C4烯基、C6-C10芳基、C7-C8芳烷基、或環烷基結構。
  2. 如申請專利範圍第1項之IHFSPN聚合物，其中“n”係為5至20。
  3. 一種IHFSPN聚合物阻燃劑系統，其包含一或更多化學式(I)之IHFSPN聚合物。
  4. 如申請專利範圍第3項之IHFSPN聚合物阻燃劑系統，其中該無鹵素阻燃劑係為下列之至少一者：聚磷酸銨(APP)、紅磷、矽氧、鋁氧、鈦氧化物、碳奈米管、滑石、黏土、有機改質黏土、聚矽氧聚合物、硼酸鋅、三氧化二銻、矽灰石、雲母、受抑胺穩定劑、八鉬酸銨、八鉬酸蜜胺、玻璃料、中空玻璃微球體、膨脹型化合物、可膨大石墨、乙烯二胺磷酸化合物、蜜胺磷酸化合物、蜜胺焦磷酸化合物、及蜜胺聚磷酸化合物。
  5. 一種IHFSPN聚合物組成物，其包含：a)如申請專利範圍第1項之IHFSPN聚合物；及b)一基底聚合物。
  6. 如申請專利範圍第5項之組成物，其中該如申請專利範圍第1項之聚合物係偶合至該基底聚合物。
  7. 如申請專利範圍第5項之組成物，其中該基底聚合物包含下列之至少一者：乙烯乙酸乙烯酯共聚合物、聚(乙烯-丙烯酸乙酯)共聚合物、熱塑性聚胺酯、聚乙烯及聚丙烯。
  8. 如申請專利範圍第5項之組成物，包含10至50重量百分比的該化學式(I)之IHFSPN聚合物及50至90重量百分比的該基底聚合物。
  9. 一種物件，其包含如申請專利範圍第1項之IHFSPN聚合物。
  10. 如申請專利範圍第9項之物件，其係呈纜線塗料之形式。
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