发明名称 阻燃组成物
摘要 有机聚合物基质,例如聚烯烃,像聚丙烯,能由加入(i)至少一立体位阻胺稳定剂,(ii)至少一选自有机卤素,含磷,异氰尿酸酯和以蜜胺为基础之阻燃剂的传统阻燃剂,和(iii)至少一酸清除剂的协乘混合物,使得具有阻燃性。本发明的组成物结合了良好的阻燃性及光稳定剂及优良的机械性质。聚烯烃模制物品可由加入至少一立体位阻胺及至少一传统阻燃剂安定,防止因光,热及氧导致的降解,且具有阻燃性,同时也可让一般高程度含量的阻燃填充剂大幅减少或完全排除。
申请公布号 TWI291478 申请公布日期 2007.12.21
申请号 TW092128535 申请日期 2003.10.15
申请人 汽巴特用化学品控股公司 发明人 尼可拉斯 卡瑞尼迪斯;尼可拉 勒利
分类号 C08K5/3435(2006.01) 主分类号 C08K5/3435(2006.01)
代理机构 代理人 桂齐恒 台北市中山区长安东路2段112号9楼;阎启泰 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种阻燃聚合物组成物,包括 (a)一有机聚合物基质,及 (b)一有效阻燃量的一种协乘混合物,包括 (i)至少一立体位阻胺稳定剂, (ii)至少一传统阻燃剂,选自有机卤素,含磷,异氰尿 酸酯及以蜜胺为基础的阻燃剂,及 (iii)至少一酸清除剂。 2.如申请专利范围第1项之组成物,其不含填充剂或 填充剂的量少于约3%重量百分比以下(依据聚合物 成份(a)的重量计算)。 3.如申请专利范围第1项之组成物,其不含锑,或锑 化合物的量少于约1%重量百分比以下(依据聚合物 成份(a)的重量计算)。 4.如申请专利范围第1项之组成物,其中该聚合物成 份(a)是热塑性聚合物。 5.如申请专利范围第1项之组成物,其中该聚合物成 份(a)是选自聚烯烃,热塑性聚烯烃,苯乙烯聚合物 和共聚物,ABS及不含杂原子,双键或芳香环的聚合 物。 6.如申请专利范围第1项之组成物,其中该成份(i)的 稳定剂是下式化合物, 其中 G1和G2互不相关的分别是1至8个碳原子之烷基,或一 起为五甲撑, Z1和Z2分别是甲基,或Z1和Z2一起形成一连结基,且其 可进一步由一酯,醚,醯胺,胺基,羧基或氨基甲酸乙 酯所取代的,及 E是氧基,羟基,烷氧基,环烷氧基,芳烷氧基,芳氧基, -O-CO-OZ3,-O-Si(Z4)3,-O-PO(OZ5)2或-O-CH2-OZ6,其中Z3,Z4,Z5和Z 6是选自氢,脂肪系的,芳脂系的和芳香系的群基;或 E是-O-T-(OH)b, T是一直链或含支链的具有1至18个碳原子之烷撑,5 至18个碳原子之环烷撑,5至18个碳原子之环烯撑,一 直链或含支链的具有1至4个碳原子之烷撑,其是由 苯基或由经一个或二个具有1至4个碳原子之烷基 取代之苯基所取代的; b是1,2或3,但其前提是b不能超过T中碳原子的数目, 且当b是2或3时,每一个羟基是键结至T中的不同碳 原子上。 7.如申请专利范围第6项之组成物,其中该成份(i)的 稳定剂是一式A-R的化合物, 其中 E是氧基,羟基,1至18个碳原子之烷氧基,5至12个碳原 子之环烷氧基,或7至15个碳原子之芳烷氧基,或E是- O-T-(OH)b, T是一直链或含支链的具有1至18个碳原子之烷撑,5 至18个碳原子之环烷撑,5至18个碳原子之环烯撑,一 直链或含支链的具有1至4个碳原子之烷撑,且其是 由苯基,或由经一个或二个具有1至4个碳原子之烷 基取代之苯基所取代的; b是1,2或3但其前提是b不能超过T中碳原子的数目, 且当b是2或3时,每一个羟基是键结至T的不同碳原 子上; R是氢或甲基, m是1至4, 当m是1时, R2是氢,C1-C18烷基,或该烷基是选择性的经一个或多 个氧原子所中断的,C2-C12烯基,C6-C10芳基,C7-C18芳烷 基,环氧丙基,一脂肪系,环脂肪系或芳香系羧酸的 单价醯基,或一氨基甲酸,5至12个碳原子之环脂系 羧酸或7至15个碳原子之芳香系羧酸的醯基,或 其中x是0或1, 其中y是2-4; 当m是2时, R2是C1-C12烷撑,C4-C12烯撑,二甲苯撑,一脂肪系,环脂 系,芳脂系或芳香系二羧酸的二价醯基,或二氨基 甲酸,具有8至14个碳原子之环脂系或芳香系二羧酸 ,或具有8至14个碳原子之脂肪系,环脂系或芳香系 二氨基甲酸的醯基; 其中D1和D2互不相关的分别是氢,具有高至8个碳原 子之之烷基,一芳基或芳烷基,包括3,5-二-t-丁基-4- 羟基苯甲基,D3是氢,或一具有高至18个碳原子之烷 基或烯基,和d是0-20; 当m是3时,R2是一脂肪系,不饱和脂肪系,环脂系,或 芳香系三羧酸的三价醯基; 当m是4时,R2是饱和或不饱和脂肪系或芳香系四羧 酸的四价醯基,包括1,2,3,4-丁烷四羧酸,1,2,3,4-丁-2- 烯四羧酸,和1,2,3,5-和1,2,4,5-戊烷四羧酸; p是1,2或3, R3是氢,C1-C12烷基,C5-C7环烷基,C7-C9芳烷基,C2-C18烷醯 基,C3-C5烯醯基或苯甲醯; 当p是1时, R4是氢,C1-C18烷基,C5-C7环烷基,C2-C8烯基,其是未经取 代的或经一氰基,羧基或碳醯二胺基取代的,芳基, 芳烷基,或其是环氧丙基,一式-CH2-CH(OH)-Z或-CO-Z或- CONH-Z群基,其中Z是氢,甲基或苯基;或一下式的群基 或 其中h是0或1, 当p是1时,R3和R4一起能是4至6个碳原子之烷撑或2- 氧-聚烷撑,脂肪系或芳香系1,2-或1,3-二羧酸的环醯 基, 当p是2时, R4是一直接键,或是C1-C12烷撑,C6-C12芳撑,二甲苯撑,- CH2CH(OH)-CH2或一式-CH2-CH(OH)-CH2-O-X-O-CH2-CH(OH)-CH2-群 基,其中X是C2-C10烷撑,C6-C15芳撑或C6-C12环烷撑;或, 假使R3不是烷醯基,烯醯基或苯甲醯,R4也能是一脂 肪系,环脂系或芳香系二羧酸或二氨基甲酸的二价 醯基,或能是-CO-群基;或 R4是 其中T8和T9互不相关的分别是氢,1至18个碳原子之 烷基,或T8和T9一起是4至6个碳原子之烷撑或3-氧杂 五甲撑; 当p是3时, R4是2,4,6-三基, n是1或2, 当n是1时, R5和R'5互不相关的分别是C1-C12烷基,C2-C12烯基,C7-C12 芳烷基,或R5也是氢,或R5和R'5一起是C2-C8烷撑或羟 基烷撑或C4-C22醯氧基烷撑; 当n是2时, R5和R'5一起是(-CH2)2C(CH2-)2; R6是氢,C1-C12烷基,烯丙基,苯甲基,环氧丙基或C2-C6 烷氧基烷基; 当n是1时, R7是氢,C1-C12烷基,C3-C5烯基,C7-C9芳烷基,C5-C7环烷基, C2-C4羟基烷基,C2-C6烷氧基烷基,C6-C10芳基,环氧丙基 ,一式-(CH2)t-COO-Q或式-(CH2)t-O-CO-Q群基,其中t是1或2, 和Q是C1-C4烷基或苯基;或 当n是2时, R7是C2-C12烷撑,C6-C12芳撑,一式-CH2CH(OH)-CH2-O-X-O-CH2-CH (OH)-CH2-群基,其中X是C2-C10烷撑,C6-C15芳撑或C6-C12环 烷撑,或一式-CH2CH(OZ')CH2-(OCH2-CH(OZ')CH2)2-群基,其中Z '是氢,C1-C18烷基,烯丙基,苯甲基,C2-C12烷醯基或苯 甲醯; Q1是-N(R8)-或-O-;E7是C1-C3烷撑,式-CH2-CH(R9)-O-群基,其 中R9是氢,甲基或苯基,式-(CH2)3-NH-群基,或一直接键 ; R10是氢或C1-C18烷基,R8是氢,C1-C18烷基,C5-C7环烷基,C7 -C12芳烷基,氰乙基,C6-C10芳基,式-CH2-CH(R9)-OH群基,其 中R9具有如上所述之定义者;一下式之群基 或一下式之群基 其中G4是C2-C6烷撑或C6-C12芳撑;或R8是一式-E7-CO-NH-CH 2-OR10群基; 式F表示聚合物的重覆结构单元,其中T3是乙撑或1,2 -丙撑,为衍生自-烯烃共聚物及一烷基丙烯酸酯 或甲丙烯酸酯的重覆结构单元,及其中k是2至100的 数; 当p是1或2时,T4具有如R4之定义者, T5是甲基, T6是甲基或乙基,或T5和T6一起是四甲撑或五甲撑, M和Y互不相关的分别是甲撑或羰基,和T4是乙撑,其 中n是2; T7具有如R7之定义者, T10和T11互不相关的分别是2至12个碳原子之烷撑,或 T11是 T12是基, -NR11-(CH2)d-NR11-或 其中R11具有如R3之定义者,或也是 a,b和c互不相关的分别是2或3,和f是0或1;及 e是2,3或4, T13相同于R2但其前提是当n是1时,T13不能是氢; E1和E2(二者不同的)分别是-CO-或-N(E5)-,其中E5是氢,C 1-C12烷基或C4-C22烷氧基羰基烷基, E3是氢,1至30个碳原子之烷基,苯基,基,该苯基或 该基是由氯或由1至4个碳原子之烷基取代的,或 是7至12个碳原子之苯基烷基,或该苯基烷基是由1 至4个碳原子之烷基取代的, E4是氢,1至30个碳原子之烷基,苯基,基或7至12个 碳原子之苯基烷基,或 E3和E4一起是4至17个碳原子之聚甲撑,或该聚甲撑 是由高至四个具有1至4个碳原子之烷基取代的, E6是一脂肪系或芳香系四价群基, 当m是1时,式(N)的R2是如前述所定义者; G1是一直接键,C1-C12烷撑,苯撑或-NH-G'-NH,其中G'是C1- C12烷撑;或 其中该位阻胺化合物是一式I,II,III,IV,V,VI,VII,VIII,IX ,X或XI化合物, 其中 E1,E2,E3和E4互不相关的分别是1至4个碳原子之烷基, 或E1和E2互不相关的分别是1至4个碳原子之烷基,和 E3和E4一起是五甲撑,或E1和E2;和E3和E4分别一起是 五甲撑, R1是1至18个碳原子之烷基,5至12个碳原子之环烷基, 7至12个碳原子之双环或三环烃基,7至15个碳原子之 苯基烷基,6至10个碳原子之芳基,或该芳基是由一 至三个具有1至8个碳原子之烷基取代的, R2是氢或一直链或含支链之具有1至12个碳原子之 烷基, R3是1至8个碳原子之烷撑,或R3是-CO-,-CO-R4-,-CONR2-,或 -CO-NR2-R4-, R4是1至8个碳原子之烷撑, R5是氢,一直链或含支链之具有1至12个碳原子之烷 基,或 或当R4是乙撑时,二个R5甲基取代基能由一直接键 所连结,如此三架桥基-N(R5)-R4-N(R5)-是一-1,4- 二基, R6是2至8个碳原子之烷撑,或R6是 但其前提是当R6是如前所述之结构时,Y不是-OH, A是-O-或-NR7-,其中R7是氢,一直链或含支链的具有1 至12个碳原子之烷基,或R7是 T是苯氧基,经一个或二个具有1至4个碳原子之烷基 取代之苯氧基,1至8个碳原子之烷氧基或-N(R2)2,但R2 不是氢,或T是 X是-NH2,-NCO,-OH,-O-环氧丙基,或-NHNH2,及 Y是-OH,-NH2,-NHR2,其中R2不是氢;或Y是-NCO,-COOH,环氧乙 烷基,-O-环氧丙基,或-Si(OR2)3;或R3-Y-的组合是-CH2CH( OH)R2,其中R2是烷基或该烷基是由一至四个氧原子 所中断的,或R3-Y-是-CH2OR2; 或 其中该位阻胺化合物是一N,N',N"'-三{2,4-双[(1-烃氧 基-2,2,6,6-四甲基啶-4-基)烷基胺基]-s-三-6-基}- 3,3'-乙撑二亚胺基二丙基胺;N,N',N"-三{2,4-双[(1-烃 氧基-2,2,6,6-四甲基啶-4-基)烷基胺基]-s-三-6- 基}-3,3'-乙撑二亚胺二丙基胺,和式I,II,IIA及III架桥 衍生物的混合物 R1NH-CH2CH2CH2NR2CH2CH2NR3 CH2CH2CH2NHR4 (I) T-E1-T1 (II) T-E1 (IIA) G-E1-G1-E1-G2 (III) 其中在式I四胺中 R1和R2是s-三基E;和R3和R4中的一个是s-三基E,R3 和R4中的另一个是氢, E是 R是甲基,丙基,环己基或辛基, R5是1至12个碳原子之烷基, 其中式II或IIA化合物中,当R是丙基,环己基或辛基 时, T和T1分别是一四胺基,且是由如上于式I中所述之R1 -R4所取代的,其中 (1)在每一个四胺中的一个s-三基E是由E1替代,因 此在二个四胺T和T1间形成一架桥, E1是 或 (2)在相同四胺T中的E1能像在式IIA中一样具有二个 终端基,其中四胺的二个E群基是由一个E1群基替代 的,或 (3)所有四胺T中的三个s-三取代基能是E1,如此在 四胺T中的一个E1连结T和T1,及第二个E1具有二个终 端基, L是丙二基,环己二基或辛二基; 其中在式III化合物中 G,G1和G2分别是如式I中所述经R1-R4取代之四胺,但G 和G2分别具有一个s-三基E是由E1替代的,且G1具有 二个三基E是由E1替代的,如在G和G1间有一架桥基 ,及在G1和G2间有一第二架桥基; 此混合物是由二至四当量的2,4-双[(1-烃氧基-2,2,6,6 -四甲基啶-4-基)丁基胺基]-6-氯-s-三和一当量 的N,N'-双(3-胺基丙基)乙二胺反应制得; 或此位阻胺是一式IIIb化合物, 其中指数n的范围为从1至15; R12是C2-C12烷撑,C4-C12烯撑,C5-C7环烷撑,C5-C7环烷撑- 二(C1-C4烷撑),C1-C4烷撑二(C5-C7环烷撑),苯撑二(C1-C4 烷撑)或C4-C12烷撑,且其是由1,4-二基,-O-或>N-X1 所中断的,其中X1是C1-C12醯基或(C1-C12烷氧基)羰基, 或具有如下R14所定义之一者,但不包括氢;或R12是 一式(Ib')或(Ic')群基; 其中m是2或3, X2是C1-C18烷基,C5-C12环烷基,其是未经取代的,或经1, 2或3个C1-C4烷基取代的;苯基,其是未经取代,或经1,2 或3个C1-C4烷基或C1-C4烷氧基取代的;C7-C9苯基烷基, 其是未经取代的,或在苯基上由1,2或3个C1-C4烷基取 代的;及 X3互不相关的分别是C2-C12烷撑; R13,R14和R15(相同或不同的)是氢,C1-C18烷基,C5-C12环 烷基,其是未经取代的或经1,2或3个C1-C4烷基取代的 ;C3-C18烯基,苯基,其是未经取代的或经1,2或3个C1-C4 烷基或C1-C4烷氧基取代的;C7-C9苯基烷基,其是未经 取代的,或在苯基上由1,2或3个C1-C4烷基取代的;四 氢喃基或C2-C4烷基,其在第2,3或4位置是由-OH,C1-C8 烷氧基,二(C1-C4烷基)胺基或一式(Ie')群基取代的; 其中Y是-O-,-CH2-,-CH2CH2-或>N-CH3, 或-N(R14)(R15)另外是一式(Ie')群基; A互不相关的分别是-OR13,-N(R14)(R15)或一式(IIId)群基 ; X是-O-或>N-R16; R16是氢,C1-C18烷基,C3-C18烯基,C5-C12环烷基,其是未经 取代的或经1,2或3个C1-C4烷基取代的;C7-C9苯基烷基, 其是未经取代的,或在苯基上由1,2或3个C1-C4烷基取 代的;四氢喃基,一式(IIIf)群基, 或C2-C4烷基,其在第2,3或4位置是由-OH取代的,C1-C8烷 氧基,二(C1-C4烷基)胺基或一式(Ie')群基; R11具有如前R16所述定义之一者;及 B互不相关的分别具有如A定义之一者。 8.如申请专利范围第7项之组成物,其中成份(i)的稳 定剂是一选自下列组成的化合物, 1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基-4-十八碳烷基胺基啶; 双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基啶-4-基)癸二酸酯; 2,4-双[(1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基啶-4-基)丁基胺 基]-6-(2-羟基乙基胺基-s-三; 2,4-双[(1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基啶-4-基)丁基胺 基]-6-氯-s-三; 1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基啶; 1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-氧-2,2,6,6-四甲基啶; 1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-十八碳醯氧基-2,2,6,6-四 甲基啶; 双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基啶-4-基 )癸二酸酯; 双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基啶-4-基 )己二酸酯; 2,4-双{N-[1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基 啶-4-基]-N-丁基胺基}-6-(2-羟基乙基胺基)-s-三; 2,4-双[(1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基啶-4-基)丁基胺 基]-6-氯-s-三和N,N'-双(3-胺基丙基)乙二胺)的反 应产物,及 下式的化合物 其中n是从1至15。 9.如申请专利范围第1项之组成物,其中成份(i)稳定 剂的存在量为从约0.05%至约20%重量百分比(依据聚 合物基质(a)的重量计算)。 10.如申请专利范围第1项之组成物,其中该成份(ii) 的传统阻燃剂是选自 氯化烷基磷酸酯, 三(2-氯化乙基)磷酸酯, 多溴化二苯基氧化物, 十溴化二苯基氧化物, 三[3-溴-2,2-双(溴化甲基)丙基]磷酸酯, 三(2,3-二溴化丙基)磷酸酯, 三(2,3-二氯化丙基)磷酸酯, 六氯内-甲烯基-四氢苯二甲酸, 四氯酸, 四溴酸, 双-(N,N'-羟基乙基)四氯苯撑二胺, 聚--氯乙基三膦酸酯混合物, 四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚, 溴化环氧树脂, 乙烯-双(四溴醯亚胺), 双(六氯环戊二烯)环辛烷, 氯化烷属烃, 八溴二苯基醚, 六氯环戊二烯衍生物, 1,2-双(三溴苯氧基)乙烷, 四溴-双酚A, 乙烯双-(二溴-原冰片烯二羧醯亚胺), 双-(六氯环戊二烯)环辛烷, PTFE 三-(2,3-二溴化丙基)-异氰尿酸酯,及 乙烯-双-四溴醯亚胺, 四苯基间苯二酚二亚磷酸酯, 三苯基磷酸酯, 三辛基磷酸酯, 三甲苯基磷酸酯, 四(羟基甲基)硫化鏻, 二乙基-N,N-双(2-羟基乙基)-胺基甲基膦酸酯, 磷酸的羟基烷基酯, 聚磷酸铵, 间苯二酚二磷酸酯寡聚物, 磷氮烯阻燃剂, 乙二胺二磷酸酯, 聚异氰尿酸酯, 异氢尿酸的酯类, 异氰尿酸酯, 羟基烷基异氰尿酸酯, 蜜胺氰尿酸酯, 蜜胺硼酸酯, 蜜胺磷酸酯, 蜜胺聚磷酸酯,及 蜜胺焦磷酸酯。 11.如申请专利范围第1项之组成物,其中该成份(ii) 的传统阻燃剂的存在量为从约0.5%至约45%重量百分 比(依据聚合物基质(a)的重量计算)。 12.如申请专利范围第1项之组成物,其中该成份(iii) 的酸清除剂是选自氢化滑石及不定型硷性碳酸镁 铝。 13.如申请专利范围第1项之组成物,其中该成份(iii) 酸清除剂的存在量为从约0.1%至约1.0%重量百分比( 依据成份(a)的重量计算)。 14.如申请专利范围第1项之组成物,包括其它选自 颜料,染料,增塑剂,抗氧化剂,触变剂,均染辅助剂, 硷性共稳定剂,硝酮稳定剂,胺氧化物稳定剂,苯并 喃酮稳定剂,UV吸收剂,其它立体位阻胺,金属钝 化剂,金属氧化物,有机磷化合物,羟基胺及其混合 物的成份,尤其是酚抗氧化剂,硬脂酸钙,硬脂酸锌, 亚磷酸酯和亚膦酸酯稳定剂,苯并喃酮稳定剂,2- (2'-羟基苯基)苯并三唑,羟基苯并苯酮及2-(2-羟基 苯基)-1,3,5-三类的UV吸收剂,及其它立体位阻胺 。 15.一种阻燃添加剂组合物,包括 如申请专利范围第1项成份(b)所叙述之 (i)至少一立体位阻胺稳定剂,及 (ii)至少一传统阻燃剂,选自有机卤素,含磷,异氰尿 酸酯及以蜜胺为基础的阻燃剂,及 (iii)至少一酸清除剂。 16.一种促使有机聚合物基质具有光稳定性及阻燃 性的方法,包括在该聚合物基质中加入一如申请专 利范围第15项之阻燃添加剂组合物。 17.如申请专利范围第1项之组成物,其是一模制物 品,较佳的是一选自屋顶隔膜,窗框,侧墙及模板的 结构物品。 18.如申请专利范围第15项之阻燃添加剂组合物,其 是用于促使一有机聚合物基质或模制聚合物物品 具有光稳定性和阻燃性。
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