发明名称 阻燃剂组成
摘要 一种阻燃剂组成,适用于聚酯及塑胶之上。此阻燃剂组成系为将奈米铜添加于黏土中,再将此阻燃剂组成使用于聚酯及塑胶之上,以提升其阻燃性。本发明系先将铜离子与黏土充分混合之后,再以还原剂将黏土中的铜离子还原成奈米铜。在聚酯母粒制造时的熔融混练状态,加入奈米铜黏土以混练制成具高阻燃效果之奈米聚酯母粒,此奈米母粒经熔融后,即可再加工制成高阻燃性之制品。
申请公布号 TWI285673 申请公布日期 2007.08.21
申请号 TW094121709 申请日期 2005.06.28
申请人 财团法人纺织产业综合研究所 发明人 陈冈宏
分类号 C09K21/02(2006.01) 主分类号 C09K21/02(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种阻燃剂组成,适用于聚酯及塑胶之上,至少包 含: 奈米铜颗粒;以及 奈米黏土, 其中该奈米铜颗粒与该奈米黏土重量比约介于0.03 wt%到15wt%,且该奈米黏土与该奈米铜颗粒均匀混合 。 2.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,该奈 米黏土可选自蒙脱土(montmorillonite)、皂土(bentonite) 、铝滑润石(beidellite)、铁滑润石或囊脱土( nontronite)、皂石(saponite)、蛭石(vermiculites)、贺客 多力士(hectorite)、水滑石(volknerite or hydrotalcite)、 白云母(muscovite)、黑云母(biotite)、凹凸棒石( attapulgite)、滑石(talc)及叶腊石(pyrophyllite)及其任 意组合所组成之族群。 3.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其中 该奈米铜颗粒和奈米黏土的重量比约介于0.03wt%到 10wt%之间。 4.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其中 该奈米铜颗粒和奈米黏土的重量比约介于0.5wt%到8 wt%之间。 5.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其中 该聚酯为聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙 二酯或聚对苯二甲酸丁二酯与聚对苯二甲酸乙二 酯之任意比例之混合。 6.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其中 于该聚酯或塑胶中该阻燃剂组成的用量介于0.01wt% ~15.0wt%。 7.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其中 于该聚酯或塑胶中该阻燃剂组成的用量约介于0.01 wt%至30wt%之间。 8.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其中 于该聚酯或塑胶中该阻燃剂组成的用量约介于0.2 wt%至8wt%之间。 9.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其中 于该聚酯或塑胶中该阻燃剂组成的用量约介于0.2 wt%至2wt%之间。 10.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其 中更包括一改质剂。 11.如申请专利范围的第10项所述之阻燃剂组成,其 中该改质剂系为一铵盐。 12.如申请专利范围的第10项所述之阻燃剂组成,其 中该改质剂系为具有直链烷基的一级铵盐或四级 铵盐。 13.如申请专利范围的第10项所述之阻燃剂组成,其 中该改质剂系选自于具有3个碳至17个碳直链烷基 的一级铵盐及氨基酸、十六烷基三甲基溴化铵( Cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)、十六烷基三甲基氯 化铵(Cetyltrimethylammonium chloride, CTAC)、双十一烷基 二甲基氯化铵(Distearyldimethylammonium Chloride)、十一 烷基苯甲基二甲基氯化铵(Stearylbenzyldimethylammonium chloride)、正烷基三乙基溴化铵及氯化铵(n- Alkyltriethylammonium bromides, chloride)、正烷基三甲基 溴化铵及氯化铵(n-Alkyltriethylammonium bromides, chloride )及其任意组合所组成之族群,其中该正烷基的碳 数可以为13、15、17、21及23。 14.如申请专利范围的第1项所述之阻燃剂组成,其 中该塑胶包括环氧化合物单体与硬化剂所共聚而 成之环氧树酯共聚物。 15.如申请专利范围的第14项所述之阻燃剂组成,其 中该硬化剂系选自于聚醚胺(Polyether amine)、间苯 二胺(m-Phenylenediamine,mPDA)、聚丙二醇(Polypropylene glycol)、聚丙二醇-双-(2-氨基丙基醚)(poly( propyleneglycol)bis(2-aminopropyl ether))、三氟化硼单乙 基胺(boron trifluoride monoethylamine,BTFA),苯甲基二甲基 胺(benzyldimethylamine,BDMA)、二苯氨甲烷( METHYLENEDIANILINE,MDA)和其任意组合所组成之族群。 16.如申请专利范围的第14项所述之阻燃剂组成,其 中该塑胶更包括氢氧化铝或氢氧化镁。 17.如申请专利范围的第16项所述之阻燃剂组成,其 中该氢氧化铝或该氢氧化镁的含量约介于2wt%至50 wt%。 18.一种阻燃聚酯母粒组成,至少包含: 聚酯; 奈米铜颗粒;以及 奈米黏土, 其中该奈米铜颗粒与该奈米黏土重量比约介于0.03 wt%到15wt%,该奈米铜颗粒/该奈米黏土与该聚酯重量 比约介0.01wt%至30wt%,且该聚酯、该奈米黏土与该奈 米铜颗粒均匀混合。 19.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,该奈米黏土可选自蒙脱土(montmorillonite)、皂 土(bentonite)、铝滑润石(beidellite)、铁滑润石或囊 脱土(nontronite)、皂石(saponite)、蛭石(vermiculites)、 贺客多力士(hectorite)、水滑石(volknerite or hydrotalcite)、白云母(muscovite)、黑云母(biotite)、凹 凸棒石(attapulgite)、滑石(talc)及叶腊石(pyrophyllite) 及其任意组合所组成之族群。 20.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中该奈米铜颗粒和奈米黏土的比例约介于 0.03wt%到10wt%之间。 21.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中该奈米铜颗粒和奈米黏土的比例约介于 0.5wt%到8wt%之间。 22.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中该聚酯为聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯 二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯与聚对苯二 甲酸乙二酯之任意比例之混合。 23.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中于该聚酯或塑胶中该阻燃剂组成的用量 介于0.01 wt%~10.0wt%。 24.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中于该聚酯或塑胶中该阻燃剂组成的用量 约介于0.01wt%至30wt%之间。 25.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中于该聚酯或塑胶中该阻燃剂组成的用量 约介于0.2wt%至2wt%之间。 26.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中阻燃聚酯母粒适用之纺丝方式可以为直 纺、芯鞘和海岛方式。 27.如申请专利范围的第18项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中更包括一改质剂。 28.如申请专利范围的第27项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中该改质剂系为一铵盐。 29.如申请专利范围的第27项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中该改质剂系为具有直链烷基的一级铵盐 或四级铵盐。 30.如申请专利范围的第27项所述之阻燃聚酯母粒 组成,其中该改质剂系选自于具有3个碳至17个碳直 链烷基的一级铵盐及氨基酸、十六烷基三甲基溴 化铵(Cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)、十六烷基三 甲基氯化铵(Cetyltrimethylammonium chloride, CTAC)、双十 一烷基二甲基氯化铵(Distearyldimethylammonium Chloride) 、十一烷基苯甲基二甲基氯化铵( Stearylbenzyldimethylammonium chloride)、正烷基三乙基溴 化铵及氯化铵(n-Alkyltriethylammonium bromides, chloride) 、正烷基三甲基溴化铵及氯化铵(n- Alkyltriethylammonium bromides, chloride)及其任意组合所 组成之族群,其中该正烷基的碳数可以为13、15、17 、21及23。 31.一种抗霉阻燃织品纤维,该纤维至少包含: 聚酯; 奈米铜颗粒;以及 奈米黏土, 其中,该奈米铜颗粒的含量约为该聚酯重量的百万 分之10至1wt%之间,而该奈米黏土的含量约为该聚酯 重量的0.01wt%至2wt%之间且该聚酯、该奈米黏土与 该奈米铜颗粒均匀混合。 32.如申请专利范围的第31项所述之抗霉阻燃织品 纤维,该奈米黏土可选自蒙脱土(montmorillonite)、皂 土(bentonite)、铝滑润石(beidellite)、铁滑润石或囊 脱土(nontronite)、皂石(saponite)、蛭石(vermiculites)、 贺客多力士(hectorite)、水滑石(volknerite or hydrotalcite)、白云母(muscovite)、黑云母(biotite)、凹 凸棒石(attapulgite)、滑石(talc)及叶腊石(pyrophyllite) 及其任意组合所组成之族群。 33.如申请专利范围的第31项所述之抗霉阻燃织品 纤维,其中该奈米铜颗粒和奈米黏土的重量比约介 于0.03wt%到10wt%之间。 34.如申请专利范围的第31项所述之抗霉阻燃织品 纤维,其中该奈米铜颗粒和奈米黏土的重量比约介 于0.5wt%到8wt%之间。 35.如申请专利范围的第31项所述之抗霉阻燃织品 纤维,其中该聚酯为聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯 二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯与聚对苯二 甲酸乙二酯之任意比例之混合。 36.如申请专利范围的第31项所述之抗霉阻燃织品 纤维,其中更包括一改质剂。 37.如申请专利范围的第36项所述之抗霉阻燃织品 纤维,其中该改质剂系为一铵盐。 38.如申请专利范围的第36项所述之抗霉阻燃织品 纤维,其中该改质剂系为具有直链烷基的一级铵盐 或四级铵盐。 39.如申请专利范围的第36项所述之抗霉阻燃织品 纤维,其中该改质剂系选自于具有3个碳至17个碳直 链烷基的一级铵盐及氨基酸、十六烷基三甲基溴 化铵(Cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)、十六烷基三 甲基氯化铵(Cetyltrimethylammonium chloride, CTAC)、双十 一烷基二甲基氯化铵(Distearyidimethylammonium Chloride) 、十一烷基苯甲基二甲基氯化铵( Stearylbenzyldimethylammonium chloride)、正烷基三乙基溴 化铵及氯化铵(n-Alkyltriethylammonium bromides, chloride) 、正烷基三甲基溴化铵及氯化铵(n- Alkyltriethylammonium bromides, chloride)及其任意组合所 组成之族群,其中该正烷基的碳数可以为13、15、17 、21及23。 40.一种阻燃剂组成的制造方法,至少包括: 将含铜盐类、奈米黏土置于去离子水中在室温至 摄氏95度之间搅拌3~48小时; 移除水;以及 以还原剂将该铜盐中的铜离子还原成铜。 41.如申请专利范围的第40项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中较佳的反应温度系介于摄氏40度至 摄氏90度之间。 42.如申请专利范围的第40项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中较佳的搅拌时间系介于5~24小时之 间。 43.如申请专利范围的第40项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中该含铜盐类系选自硝酸铜(Cu(NO3)2) 、亚硝酸铜(Cu(NO2)2)、氯化铜(CuCl2)、硫酸铜(CuSO4) 、硝酸亚铜(CuNO3)、亚硝酸亚铜(CuNO2)、氯化亚铜( CuCl2)、硫酸亚铜(Cu2SO4)或其中任选两种或两种以 上的组合所组成之族群。 44.如申请专利范围的第40项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中移除水的方法系为一离心法。 45.如申请专利范围的第40项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中该还原剂系选自于硼氢化钠、柠檬 酸钠、铝氢化锂、氢氧铝氢化锂、氢化金属、硷 金族金属、联胺及其他类似之还原剂所组成之族 群。 46.如申请专利范围的第40项所述之阻燃剂组成的 制造方法,该奈米黏土可选自蒙脱土(montmorillonite) 、皂土(bentonite)、铝滑润石(beidellite)、铁滑润石 或囊脱土(nontronite)、皂石(saponite)、蛭石( vermiculites)、贺客多力士(hectorite)、水滑石( volknerite or hydrotalcite)、白云母(muscovite)、黑云母( biotite)、凹凸棒石(attapulgite)、滑石(talc)、叶腊石( pyrophyllite)及其任意组合所组成之族群。 47.如申请专利范围的第40项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中在以该还原剂将该含铜盐类中的铜 离子还原成铜之后,更包括: 以一改质剂之水溶液对该黏土进行改质。 48.如申请专利范围的第47项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中该改质剂系为一铵盐。 49.如申请专利范围的第47项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中该改质剂系为具有直链烷基的一级 铵盐或四级铵盐。 50.如申请专利范围的第47项所述之阻燃剂组成的 制造方法,其中该改质剂系选自于具有3个碳至17个 碳直链烷基的一级铵盐及氨基酸、十六烷基三甲 基溴化铵(Cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)、十六烷 基三甲基氯化铵(Cetyltrimethylammonium chloride, CTAC)、 双十一烷基二甲基氯化铵(Distearyldimethylammonium Chloride)、十一烷基苯甲基二甲基氯化铵( Stearylbenzyldimethylammonium chloride)、正烷基三乙基溴 化铵及氯化铵(n-Alkyltriethylammonium bromides, chloride) 、正烷基三甲基溴化铵及氯化铵(n- Alkyltriethylammonium bromides, chloride)及其任意组合所 组成之族群,其中该正烷基的碳数可以为13、15、17 、21及23。 图式简单说明: 第1图系绘示掺有0.5 wt%黏土之聚对苯二甲酸丁二 酯母粒的过滤试验结果;以及 第2图系绘示根据本实施例所制造掺有0.5 wt%含奈 米铜黏土之聚对苯二甲酸丁二酯母粒的过滤试验 结果。
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