CN104379651B - 改善的阻燃剂聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

在一个方面，本发明涉及可交联的阻燃剂聚合物组合物，其包含聚酰胺或聚酯；阻燃剂体系；交联剂；和阻燃剂体系活性助剂。本说明书摘要旨在用于特定领域检索的扫描工具，并不旨在限制本发明。

Description

改善的阻燃剂聚合物组合物
背景技术
交联聚酰胺组合物在本领域中是已知的(参见，W.Feng等人,"辐射物理和化学(Radiation Physics and Chemistry)",63,第493-496页(2002))。日本公开的专利申请59-012936A2描述了通过将含有交联剂的聚酰胺树脂暴露于辐射束获得的交联聚酰胺树脂。该树脂可以不含玻璃纤维，并且可以将阻燃剂或填充剂结合到该树脂中。
日本公开的专利申请02-196856A2描述了通过将聚酰胺与溴化可交联苯乙烯树脂和多官能单体以及阻燃助剂(如有必要)混合制备的交联阻燃聚酰胺组合物。所述多官能单体可以是氰脲酸三烯丙酯或者异氰脲酸三烯丙酯。通过电离辐射使聚酰胺树脂组合物交联。
日本公开的专利申请2003-327726A2描述了包含聚酰胺树脂、多官能单体、溴类阻燃剂、锑类阻燃助剂以及水滑石的树脂组合物。通过使用电离辐射的辐照交联形成了交联的聚酰胺树脂模制。
交联的聚酰胺材料可以用作热固性材料或耐高温聚合物的成本有效的替代。所述材料可以用于其中需要优良的短期耐热性并且通过常规阻燃剂聚酰胺组合物无法满足的电子和电器应用的制品或零件。示例性应用包括电器接触器以及无铅焊接连接器中的接触支架。这些应用通常需要组合物具有以下性质，如较高的短期耐热性、优良的阻燃性、优良的机械性能和优良的耐电弧漏电起痕性。尽管存在已知的交联聚酰胺材料，但是无一能够满足电子应用所需的全部严格要求。
此外，阻燃剂在它们的流动特性方面可以是广泛不同的，并因此可以影响制剂流动特性。所使用的阻燃剂类型还可以影响聚合物制剂的电气性质。具有较高相比漏电起痕指数(comparative tracking index)(CTI)值的聚合物制剂允许较薄的壁厚度，但是较薄壁的应用在混合期间需要优良的流动特性。
因此，在本领域中仍需要显示出优良阻燃性、优良电气性能(如耐电弧漏电起痕性(arc tracking resistance))并同时保留了优良机械性能的不含卤素的阻燃剂交联聚合物组合物。因此，本发明满足了这些以及其它需要。
发明内容
在多个方面，通过包含聚酰胺或聚酯；交联剂；包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合的阻燃剂体系；和阻燃剂体系活性助剂的阻燃剂聚合物组合物减轻了如上所述的缺陷和缺点中的一种或多种。
在一个方面，本发明涉及包含聚酰胺或聚酯；交联剂；包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合的阻燃剂体系；和阻燃剂体系活性助剂的阻燃剂组合物；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团。
在另一个方面，本发明涉及阻燃剂组合物，其包含聚酰胺或聚酯；约1至约20wt％的聚烯丙基化合物(polyallylic compound)或多元醇聚(甲基)丙烯酸酯交联剂；约0至约60wt％的玻璃纤维；约5至约50wt％的阻燃剂体系，其包含i)金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合；和可选地ii)选自由以下各项组成的组中的至少一种氮化合物：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物、和/或它们的混合物、蜜白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯化合物、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和它们的组合；和约1至约50wt％的阻燃剂体系活性助剂；其中所有的量均基于所述组合物的总重量。
在另一个方面，本文描述了形成可交联的阻燃剂组合物的方法，其包括将聚酰胺或聚酯、交联剂；阻燃剂体系，其包含i)金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合；和可选地ii)选自由以下各项组成的组中的至少一种氮化合物：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物和/或它们的混合物、蜜白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯化合物、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯化合物、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂共混以形成紧密的共混物。
将在随后的说明中部分描述本发明的其它优势，并且根据该说明这些优势将是部分显而易见的，或者可以通过本发明的实践来学习。通过所附权利要求中具体指出的元素和组合，将实现并获得本发明的优势。应理解以上一般说明以及随后的详细说明均仅是示例性和说明性的，并且不是对所要求保护的本发明的限制。
具体实施方式
通过参考以下本发明的详细说明及其中所包括的实施例可以更容易地理解本发明。
在本发明的化合物、组合物、制品、***、装置和/或方法公开以及描述之前，应理解除非另作说明，否则它们不局限于具体的合成方法，或者除非另作说明，否则它们不局限于具体的试剂，当然这些可以改变。还应理解本文所使用的术语仅出于描述具体方面的目的，而并不旨在进行限制。尽管可以在本发明的实践或测试中使用与本文所述那些相似或等同的任何方法和材料，现在将描述实例方法和材料。
此外，应理解除非另外明确说明，否则绝不希望将本文所述的任何方法解释为需要以特定顺序执行其步骤。因此，在方法权利要求未实际列举其步骤所遵循的顺序或者在权利要求或说明中未另外明确指出这些步骤限于特定顺序时，在任何方面决不希望推断出顺序。这适用于解释的任何可能的非表达基础，其包括：相对于步骤或操作流程安排的逻辑事项；源于语法组织或标点的普通含义；和在说明书中描述的方面的数目和类型。
本文提到的所有出版物通过参考公开并且说明与这些出版物所述的内容相关的方法和/或材料而并入本文。
还应理解本文所使用的术语仅出于描述具体方面的目的，而并不旨在进行限制。如在说明书和权利要求中所使用的，术语“包含”可以包括以下方面“由……组成”和“基本由……组成”。除非另外定义，本发明中使用的所有的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同含义。在本说明书和所附的权利要求中，将提及许多术语，这些术语将在本文中进行定义。
除非上下文中另外明确规定，否则如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。因此，例如，提及“聚碳酸酯聚合物”包括两种或更多种聚碳酸酯聚合物的混合物，即本文中的术语“一个”和“一种”不表示数量限制，而是表示存在至少一个所提及的事物。
如本文所使用的，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
在本文中，范围可以表示为从一个具体值，和/或至另一个具体值。本文所公开的所有范围是包含的并且是可组合的。当表达该范围时，另一方面包括从一个具体值和/或至另一个具体值。类似地，当值表示为近似值时，通过使用先行词“约”，将理解具体值形成了另一个方面。还将理解每个范围的端点相对于另一个端点是显著的并且独立于另一个端点。还应理解存在本文所公开的许多值，并且除了该值本身外，每个值也在本文中公开为“约”该具体值。例如，如果公开了值“10”，那么还公开了“约10”。还应理解还公开了两个具体单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，那么还公开了11、12、13和14。
如本文所使用的，术语“约”和“在或约”表示所讨论的量或值可以是近似或大致相同表示一些其它值的值。如本文所使用的，除非另外说明或推断，否则通常应理解标称值表明±10％的变化。该术语旨在表示类似的值促使了权利要求中列举的等效结果或效果。也就是说，应理解量、尺寸、配方、参数及其它量和特性不是并且不必需是确切的，但是根据需要，可以是近似的和/或更大或更小的，其反映了公差、换算系数、舍入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其它因素。无论是否明确表示如此，一般说来，量、尺寸、配方、参数或其它量或特性是“大约的”或“近似的”。除非另外明确说明，否则应理解当在定量值前使用“约”时，该参数还包括特定定量值本身。
如本文所使用的，术语“可选的”或“可选地”表示随后描述的事件或情况可以发生或不发生，并且该描述包括其中所述事件或情况发生的情况以及其不发生的情况。例如，短语“可选取代的烷基”表示烷基可以是取代的或未取代的，并且该描述包括取代的和未取代的烷基两者。
如本文所使用的，术语“有效量”是指足以实现所属组合物或材料的物理性质的所需改变的量。例如，“有效量”的阻燃填充剂是指足以在通过制剂组分调节的性质方面实现所需改善(例如，实现所需阻燃性水平)的量。作为有效量所需的在组合物中以wt％计的具体水平将取决于多种因素，其包括聚酰胺的量和类型、激光直接结构添加剂的量和类型、导热填充剂的量和类型和使用所述组合物制备的制品的最终用途。
公开了可以用于其、可以与其结合使用，可以用于制备其、或者作为所公开的方法和组合物的产物的材料、化合物、组合物和组分。在本文中公开了这些及其它材料，并且应理解当公开了这些材料的组合、亚组、相互作用、组等，但是不能明确公开这些化合物的每个多个个体和整体组合以及排列的具体参考时，在本文中具体考虑并描述了每一个。因此，如果公开了一类填充剂A、B和C以及一类添加剂D、E和F，并且公开了组合A-D的实例，那么即使未单独列举每一个，则单独并且总体考虑了每一个。因此，在该实例中，组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F中的每一个都被具体考虑并且应认为它们由A、B和C；D、E和F；和实例组合A-D的公开而公开。同样地，还具体考虑并公开了这些的任何亚组和组合。因此，例如，A-E、B-F和C-E的亚组被具体考虑并且应认为由A、B和C；D、E和F；和实例组合A-D的公开而公开。该概念适用于本发明公开的所有方面，其包括(但不限于)组合物，以及制备和使用所公开的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可以实施的多个其它步骤，则应理解可以使用所公开的方法的任何具体方面或方面的组合实施这些其它步骤中的每一个，并且每个这种组合被具体考虑并且应认为是公开的。
在说明书和所附权利要求中提及组合物或制品中具体元素或组分的重量份数表示以重量份数表示的组合物或制品中元素或组分与任何其它元素或组分之间的重量关系。因此，在含有2重量份数(pbw)组分X和5重量份数组分Y的化合物中，X和Y以2:5的重量比存在，并且不考虑所述化合物中是否包含其它组分，以该比值存在。
除非另作说明，否则如本文所使用的，可以互换使用的术语“重量百分比”、“wt％”和“wt.％”表示基于所述组合物的总重量，给定组分的重量百分比。也就是说，除非另作说明，否则所有wt％值是基于所述组合物的总重量。应理解所公开的组合物或制剂中所有组分的wt％值之和等于100。
使用标准命名描述化合物。例如，将未被任何指明基团取代的任何位置理解为其化合价被所指明的键或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于表示取代基的连接点。例如，-CHO通过羰基的碳连接。除非另外定义，否则本文中所使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。
如本文所使用的，术语“烷基”是1至24个碳原子的支链或无支链饱和烃基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。“低级烷基”基团是含有1至6个碳原子的烷基。
如本文所使用的术语“芳基”是任何碳类芳基，其包括(但不限于)苯、萘等。术语“芳香族”还包括“杂芳基”，其定义为至少1个杂原子结合在芳族基团环内的芳族基团。杂原子的实例包括(但不限于)氮、氧、硫和磷。芳基基团可以是取代的或未取代的。芳基基团可以被一个或多个基团取代，其包括(但不限于)烷基、炔基、烯基、芳基、卤化物、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸或烷氧基。
术语“有机残基”定义了含碳残基，即包含至少一个碳原子的残基，并且包括(但不限于)上文定义的含碳基团、残基或基团。有机残基可以含有多种杂原子，或者可以通过杂原子键合至另一个分子，所述杂原子包括氧、氮、硫、磷等。有机残基的实例包括(但不限于)烷基或取代的烷基、烷氧基或取代的烷氧基、单或二取代的氨基、酰胺基等。有机残基可以优选地包含1至18个碳原子、1至15个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。在另一个方面，有机残基可以包含2至18个碳原子、2至15个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子、2至4个碳原子或2至4个碳原子。
术语“残基”非常接近的同义词是术语“基团(radical)”，如在说明书和所附权利要求中所使用的，它是指不考虑如何制备分子，本文所述的分子的片段、基团或亚结构。例如，不考虑2,4-二羟苯基是否用于制备化合物，具体化合物中2,4-二羟苯基基团具有以下结构：
在一些方面，还可以通过向其上键合一个或多个“取代基基团”来进一步修饰基团(例如，烷基)(即，取代的烷基)。除非在本文中其它地方指出相反，否则对于本发明来说，给定基团中原子的数目不是关键的。
如术语在本文所定义和所使用的，“有机基团”含有一个或多个碳原子。有机基团可以具有(例如)1-26个碳原子、1-18个碳原子、1-12个碳原子、1-8个碳原子、1-6个碳原子或1-4个碳原子。在另一个方面，有机基团可以具有2-26个碳原子、2-18个碳原子、2-12个碳原子、2-8个碳原子、2-6个碳原子或2-4个碳原子。有机基团通常将氢结合至所述有机基团的至少一些碳原子上。不包含无机原子的有机基团的一个实例为5,6,7,8-四氢-2-萘基基团。在一些方面，有机基团可以含有结合其上或其中的1-10个无机杂原子，其包括卤素、氧、硫、氮、磷等。有机基团的实例包括(但不限于)烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、单取代的氨基、二取代的氨基、酰氧基、氰基、羧基、烷氧碳酰、烷基甲酰胺、取代的烷基甲酰胺、二烷基甲酰胺、取代的二烷基甲酰胺、烷基磺酰基、烷基亚硫酰基、硫烷基、硫卤代烷基、烷氧基、取代的烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、杂环或取代的杂环基，其中在本文其它地方定义了所述术语。包含杂原子的有机基团的一些非限制性实例包括烷氧基基团、三氟甲氧基基团、乙酰氧基基团、二甲基氨基等。
如本文所使用的，术语“数均分子量”或“Mn”可以互换使用，并且表示样品中所有聚合物链的统计平均分子量并且如下式所定义：
M n = ΣN i M i ΣN i ,
其中Mi是链的分子量并Ni是具有该分子量的链的数目。可以使用分子量标准品，例如，聚碳酸酯标准品或聚苯乙烯标准品，优选地鉴定的或可示踪的分子量标准品，通过本领域技术人员熟知的方法来确定聚合物，例如，聚碳酸酯聚合物的Mn。
如本文所使用的，术语“重均分子量”或“Mw”可以互换使用，并且通过下式定义：
M w = ΣN i M i 2 ΣN i M i ,
其中Mi是链的分子量并Ni是具有该分子量的链的数目。与Mn相比，在确定对分子量平均值的贡献时，Mw考虑了给定链的分子量。因此，给定链的分子量越大，则该链对Mw的贡献越大。可以使用分子量标准品，例如，聚碳酸酯标准品或聚苯乙烯标准品，优选地鉴定的或可示踪的分子量标准品，通过本领域技术人员熟知的方法来确定聚合物，例如，聚碳酸酯聚合物的Mw。
如本文所使用的，术语“多分散指数”或“PDI”可以互换使用，并且通过下式定义：
PDI = M w M n .
PDI的值等于或大于1，但是随着聚合物链趋于一致链长度，PDI趋于一致。
在整个说明书中，在提及聚合物成分时使用的术语“残基”和“结构单元”是同义的。
本文所公开的每一种材料是可商购的和/或其制备方法是本领域技术人员已知的。
应理解本文所公开的组合物具有某些功能。本文公开了用于实施所公开的功能的某些结构要求，并且应理解存在可以实施相同功能的多种结构，其与所公开结构相关并且这些结构通常将实现相同的结果。
除非另外明确说明，否则绝不希望将本文所述的任何方法解释为需要以特定顺序执行其步骤。因此，在方法权利要求未实际列举其步骤所遵循的顺序或者未另外在权利要求或说明中明确指出执行步骤限于特定顺序时，在任何方面决不希望推断出顺序。这适用于解释的任何可能非表达基础，其包括：相对于步骤或操作流程安排的逻辑事物；源于语法组织或标点的普通含义；和在说明书中描述的方面的数目或类型。
如本文所述，在存在交联剂的情况下，包含基于亚膦酸金属盐和/或二亚膦酸金属盐，可选地与氮化合物结合的不含卤素的阻燃剂体系；和阻燃剂体系活性助剂的可交联聚酰胺或聚酯组合物显示出优良的辐射交联以提供交联聚合物组合物。可交联聚酰胺显示出适合于广泛应用的优良阻燃性质、物理性质和电气性质。交联组合物的示例性使用包括形成耐用制品、结构化产品以及电器和电子组件。通过这些交联组合物实现的一个优势是它们耐受短期、高热负荷同时保持优良阻燃性和机械性能的能力。
可以通过电离辐射，如β或γ幅射使可交联聚酰胺或聚酯组合物交联。
本文提供的非卤化聚酰胺组合物显示出优良的阻燃性，如通过UL94、灼热丝可燃性指数和灼热丝起燃性温度结果所证明的；以及优良的电气性能，如通过相比漏电起痕指数结果所证明的。这些结果使所述组合物适合于电器和电子组件，以及设备和运输应用。
聚酰胺树脂包括被称为尼龙的一大家族的树脂，其特征为存在酰胺基(-C(O)NH-)。尼龙-6和尼龙-6,6是得自多种商业来源的适合的聚酰胺树脂。然而，其它聚酰胺，如尼龙-4、尼龙-4,6、尼龙-12、尼龙-6,10、尼龙-6,9、尼龙-6,12、尼龙-9T、尼龙6,6和尼龙-6的共聚物、以及其他物质，如无定形尼龙也可以是有用的。可以使用多种聚酰胺的混合物以及多种聚酰胺共聚物。
可以通过一些熟知的方法获得聚酰胺，如美国专利No.2071250；2071251；2130523；2130948；2241322；2312966；和2512606中所述的那些。例如，尼龙-6是己内酰胺的聚合产物。尼龙-6,6是己二酸和1,6-二氨基己烷的缩合产物。同样地，尼龙4,6是己二酸和1,4-二氨基丁烷之间的缩合产物。除己二酸之外，对于制备尼龙有用的其它二酸包括壬二酸、癸二酸、十二烷二酸以及对苯二甲酸和间苯二甲酸等。其它有用的二胺包括间二甲苯二胺、二-(4-氨基苯基)甲烷、二-(4-氨基环己基)甲烷；2,2-二-(4-氨基苯基)丙烷、2,2-二-(4-氨基环己基)丙烷等。己内酰胺与二酸和二胺的共聚物也是有用的。
还应理解在本文中术语“聚酰胺”的使用旨在包括增韧或超级韧性的聚酰胺。可以使用超级韧性的聚酰胺或超级韧性的尼龙，如它们更通常已知的，例如可商购的那些，如以商品名ZYTEL ST商购于E.I.duPont的那些，或者根据授予Epstein的美国专利No.4174358；授予Novak的美国专利No.4474927；授予Roura的美国专利No.4346194和授予Jeffrion的美国专利No.4251644等制备的那些，以及包含上述至少一种的组合。
通常，通过共混一种或多种聚酰胺与一种或多种聚合物或者共聚物弹性体增韧剂制备了这些超级韧性的尼龙。在以上提及的美国专利以及在授予Caywood,Jr的美国专利No.3884882、授予Swiger等人的美国专利No.4147740；和“"Preparation and Reactionsof Epoxy-Modified Polyethylene”,J.Appl.Poly.Sci.,V 27,第425-437页(1982)中公开了适合的增韧剂。通常，这些弹性体聚合物和共聚物可以是直链或支链以及接枝聚合物和共聚物，其包括核-壳接枝共聚物，并且其特征在于通过共聚或在预成型聚合物上接枝，在其内结合具有能与聚酰胺母体相互作用或粘合到其上的官能性和/或活性或者高度极性的基团的单体，从而提高聚酰胺聚合物的韧度。
基于组合物的总重量，存在于所述组合物中的聚酰胺的量可以是约20至约96重量百分比(wt％)，更具体地约40至约80wt％，甚至更具体地约50至约75wt％，或者仍更具体地约60至约70wt％。
适合的聚酯包括结晶聚酯，如衍生自脂肪族或环脂族二醇的聚酯或它们的混合物，其含有2至约10个碳原子和至少一个芳族二羧酸。具体的聚酯衍生自脂肪族二醇和具有以下通式所表示的重复单元的芳族二羧酸：
其中y是2至6的整数。R是包含衍生自芳族二羧酸的脱羧基残基的C6-C20芳基。
脱羧基残基R所表示的芳族二羧酸的实例是间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对羧苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯基***、4,4'-二苯甲酸及它们的混合物。所有这些酸含有至少一个芳族核芯。还可以存在含稠环酸，如1,4-、1,5-或2,6-萘二羧酸。示例性二羧酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸或它们的混合物。
示例性聚酯为聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)和聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)(PBT)、聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)、聚(萘二甲酸丁二酯)(PBN)和聚(对苯二甲酸丙二酯)(PPT)。
在本文中还考虑了具有少量(例如，约0.5至约5wt％)衍生自脂肪族酸和/或脂肪族多元醇的单元的上述聚酯以形成共聚酯。脂肪族多元醇包括二醇，如聚(乙二醇)。按照(例如)美国专利No.2465319和3047539中的教导，可制备这些聚酯。
可以在本文中使用的示例性聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)树脂是通过将其中由四亚甲基二醇构成的至少70mol％，具体地至少80mol％的二醇组分与其中由对苯二甲酸构成的至少70mol％，具体地至少80mol％的酸组分聚合所获得的树脂，或者是因此所获得的聚酯形成衍生物。
本文所使用的聚酯的固有粘度为约0.4至约2.0分升每克(dl/g)，如在23°-30°摄氏度(C)在60:40苯酚/四氯乙烷混合物或类似溶剂中所测量的。得自GE Plastics的315聚酯是适合的，其具有1.1至1.4dl/g的固有粘度。
还可以在所述组合物中使用聚酯共混物。共混的聚酯可以包括聚(对苯二甲酸乙二酯)和聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)的组合。当使用这些组分的共混物时，聚酯树脂组分可以包含基于混合两组分的100重量份数，约1至约99重量份数的聚(对苯二甲酸乙二酯)和约99至约1重量份数的聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)。
基于组合物的总重量，存在于所述组合物中的聚酯的量可以是约30至约96wt％，更具体地约40至约80wt％，甚至更具体地约50至约75wt％，或者仍更具体地约60至约70wt％。
所述组合物还包含能够使聚合物链交联以生产交联聚酰胺或交联聚酯组合物的交联剂。适合的交联剂包括可以在β或γ幅射下形成自由基的那些。交联剂可以含有两种或更多种不饱和基团，包括烯烃基团。适合的不饱和基团包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等。作为交联剂有用的示例性聚烯丙基化合物包括包含两种或更多种烯丙基基团的那些化合物，例如，三烯丙基异氰脲酸酯(TALC)、三烯丙基氰脲酸酯(TAC)等及它们的组合。
如本文所使用的，“(甲基)丙烯酰基”包括丙烯酰基和甲基丙烯酰基官能团。所述交联剂可以包括多元醇聚(甲基)丙烯酸酯，其通常是从含有2-100个碳原子的脂肪族二醇、三醇和/或四醇制备的。适合的多元醇聚(甲基)丙烯酸酯的实例包括乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯等，以及它们的组合。还包括N,N'-亚烷基双丙烯酰胺。
基于组合物的总重量，存在于所述组合物中的交联剂的量可以是约0.01至约20wt％，更具体地约0.1至约15wt％，甚至更具体地约1至约10wt％，或者仍更具体地约2至约7wt％。
所述组合物还包含阻燃剂体系，其中所述阻燃剂体系包含亚膦酸金属盐和/或二亚膦酸金属盐。适合的亚膦酸金属盐和二亚膦酸金属盐包括，例如，式(I)所表示的亚膦酸盐、式(II)所表示的二亚膦酸盐，上述的聚合物或它们的组合：
其中R1和R2各自独立地为氢、直链或支链C1-C6烷基或芳基；R3为直链或支链C1-C10亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基或芳基亚烷基基团；M为钙、铝、镁、锶、钡或锌；m为2或3；当x为1并且m为2时，n为1；当x为2并且m为3时，n为3。示例性盐包括Clariant的Exolit OP1230。
如本文所使用的“次膦酸盐(phosphinic salt)”或“亚膦酸盐(phosphinate)”包括次膦酸和二次膦酸的盐及其聚合物。作为次膦酸盐组成的示例性次膦酸包括二甲基次膦酸、乙基甲基次膦酸、二乙基次膦酸、甲基-正丙基次膦酸、甲烷二(甲基次膦酸)、酸)、苯-1,4-(二甲基次膦酸)、甲基苯基次膦酸和二苯基次膦酸。可以通过授予Kleiner等人的美国专利No.5780534和6013707中所述的已知方法制备本发明的次膦酸的盐。
示例性亚膦酸金属盐和/或二亚膦酸金属盐包括二甲基次膦酸的铝盐、甲基乙基次膦酸的铝盐、甲基丙基次膦酸的铝盐等。
阻燃剂体系可以可选地含有至少一种氮化合物，其选自由以下各项组成的组中：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物，和/或它们的混合物，其包括，例如，蜜白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯化合物、二三聚氰胺磷酸酯和/或三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸化合物、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和它们的组合。
适合的氮化合物包括式(III)至(VIII)所表示的那些或它们的组合
其中R4、R5和R6独立地为氢、羟基、氨基或者单-或二C1-C8烷基氨基；或者C1-C8烷基、C5-C16环烷基、-烷基环烷基，其中每个可被羟基或C1-C4羟基烷基、C2-C8烯基、C1-C8烷氧基、-酰基、-酰氧基、C6-C2芳基、-OR12和N(R12)R13取代，其中R12和R13各自独立地为氢、C1-C8烷基、C5-C16环烷基或-烷基环烷基；或者是N-脂环族或N-芳香族，其中N-脂环族表示环状含氮化合物，如吡咯烷、哌啶、咪唑烷、哌嗪等，而N-芳香族表示含氮杂芳环化合物，如吡咯、吡啶、咪唑、吡嗪等；R7、R8、R9、R10和R11独立地为氢、C1-C8烷基、C5-C16环烷基或-烷基(环烷基)，其每个可以被羟基或C1-C4羟基烷基、C2-C8烯基、C1-C8烷氧基、-酰基、-酰氧基、C6-C12芳基和-O-R12取代；X为磷酸或焦磷酸；q为1、2、3或4；和b为1、2、3或4。
示例性氮化合物包括尿囊素、苯并胍胺、甘脲、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯、脲氰尿酸酯等。
含有亚膦酸金属盐和/或二亚膦酸金属盐和氮化合物的适合的阻燃剂体系包括得自Clariant的Exolit OP1312。在授予Jenewein等人的美国专利No.6365071中公开了其它示例性阻燃剂体系。
存在于所述组合物中的阻燃剂体系的量可以是基于所述组合物总重量的约3至约50wt％，具体地约5至约25wt％，更具体地约10至约20wt％，并且更具体地约15至约18wt％。在这些量内，存在于所述阻燃剂体系中的亚膦酸金属盐和/或二亚膦酸金属盐的量可以是基于所述组合物总重量的约0至约30wt％，具体地约3至约25wt％，更具体地约5至约20wt％，并且更具体地约8至约15wt％。相应地，氮化合物的量可以是基于所述组合物总重量的约1至约25wt％，具体地约3至约20wt％，更具体地约5至约15wt％，并且更具体地约8至约10wt％。
除所述阻燃剂体系之外，所述组合物还包含阻燃剂体系活性助剂。在一个方面，所述阻燃剂体系活性助剂以所述组合物总重量的约1至约50wt％的量存在，其包括5、10、15、20、25、30、35、40和45wt％的示例性量。在其它方面，所述阻燃剂体系活性助剂可以在源于任何两个上述wt％值的量的范围内存在。例如，并且非限制性地，在其它方面，所述阻燃剂体系活性助剂可以以1至25wt％，5至20wt％或1至15wt％的范围内的量存在。在另一个方面，所述阻燃剂体系活性助剂包含矿物阻燃剂、芳族聚合物、含磷阻燃剂或它们的组合。在其它方面，所述阻燃剂体系活性助剂可以包含含磷阻燃剂，如聚膦酸酯或聚膦酸酯-聚碳酸酯共聚物、磷腈化合物、磷酸芳基酯(例如，间苯二酚二苯基磷酸酯(RDP)、双酚A二苯基磷酸酯(BPADP))或它们的组合。在其它方面，所述阻燃剂体系还可以包含磺酸盐(例如，二苯砜磺酸钾(KSS))、全氟化盐，如“Rimar盐”(例如，全氟丁烷磺酸钾(PFBS))或它们的组合。
在多个方面，含磷阻燃剂可以是聚膦酸酯。在另一个方面，聚膦酸酯包含衍生自二苯基-甲基-膦酸酯(DPP)的残基。在另一个方面，聚膦酸酯是包含衍生自DPP的残基的均聚物。在US 7816486、US 7928259、US7888534、US 7838604和US 7560525中描述了适合的聚膦酸酯的制备。在所公开的组合物中有用的示例性聚膦酸酯是可商购的并且以多个商品名上市，例如，FRXTM，其包括(但不限于)FRXTM100(FRX Polymers,Inc.,Chelmsford,Massachussetts)。
在另一个方面，矿物阻燃剂选自金属氢氧化物、羟基碳酸盐、硼酸盐、氧化物矿物或它们的组合。在另一个方面，矿物阻燃剂选自三氢氧化铝、氢氧化铝氧化物、二氢氧化镁，或包含上述阻燃剂中至少一种的组合。在另一个方面，所述阻燃剂体系活性助剂包含勃姆石。
在另一个方面，所述阻燃剂体系活性助剂包含一种或多种芳族化合物，其选自聚(亚芳基醚)、聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺/聚酰亚胺共聚物、聚亚芳基硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酮和苯乙烯-马来酸酐(SMA)抗冲改性剂。
在另一个方面，所述阻燃剂体系活性助剂包含聚膦酸酯或共聚膦酸酯。在另一个方面，阻燃剂体系活性助剂包含膦酸酯低聚物、聚合物、共聚物或它们的组合。直链和支链膦酸酯低聚物和聚合物在本领域中是熟知的。在本领域中熟知的支链膦酸酯低聚物或聚合物的实例包括在美国专利No.2716101、3326852、4328174、4331614、4374971、4415719、5216113、5334692、4374971、3442854、6291630和6861499中所述的那些。本领域中已知的膦酸酯低聚物的实例包括在美国专利申请20050020800、20070219295和20080045673中所述的那些。本领域中已知的直链膦酸酯低聚物和聚合物的实例包括在美国专利No.2534252、3946093、3919363、6288210、2682522、2891915和4046724中所述的那些。
在另一个方面，所述阻燃剂体系活性助剂包含磷腈化合物。这些化合物的实例对于本领域来说是熟知的。如本文所述的磷腈化合物是在分子中具有–P＝N–键的有机化合物。在多个方面，所述磷腈化合物可以包括环状苯氧基磷腈、直链苯氧基磷腈、苯氧基磷腈、或它们的组合。示例性磷腈化合物包括由下式表示的苯氧基磷腈低聚物阻燃剂化合物(得自Fushimi Pharmaceutical Co.,Ltd.的FP-100)：
在另一个方面，含磷阻燃剂可以包含有机磷酸酯和/或含有磷-氮键的有机化合物。在另一个方面，含磷阻燃剂是分子量约350道尔顿至约1000道尔顿的磷酸芳基酯。
在另一个方面，有机磷酸酯可以包含式(GO)3P═O所表示的芳香族磷酸酯，其中每个G独立地为烷基、环烷基、芳基、烷芳基或芳烷基，条件是至少一个G是芳族基团。可以将G基团中的两个结合在一起以提供环基团，例如，联苯基季戊四醇二磷酸酯，其在美国专利No.4154775中由Axelrod描述。在另一个方面，芳香族磷酸酯可以选自，例如，苯基双(十二烷基)磷酸酯、苯基双(新戊基)磷酸酯、苯基双(3,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、2-乙基己基二(对甲苯基)磷酸酯、双(2-乙基己基)对甲苯基磷酸酯、磷酸三甲苯基酯、双(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、双(十二烷基)对甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、对甲苯基双(2,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等。在具体的方面，芳香族磷酸酯是其中每个G为芳香族的物质，例如，磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、异丙基化的三苯基磷酸酯等。
在另一个方面，芳香族磷酸酯可以包含二-或多官能芳香族含磷化合物，例如，由下式所表示的化合物：
其中每个G1独立地为具有1至约30个碳原子的烃基；每个G2独立地为具有1至约30个碳原子的烃基或烃氧基；每个Xm为烷基、芳基或氢；m为0至4，并且n为1至约30。在另一个方面，适合的二-或多官能芳香族含磷化合物的实例分别包括间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的双(联苯基)磷酸酯和双酚A二苯基磷酸酯(BPADP)，它们的寡聚和聚合对应物等。在英国专利No.2043083中描述了上述二-或多官能芳族化合物的制备方法。
在一个方面，阻燃剂体系活性助剂以与不存在阻燃剂体系活性助剂的情况下参考阻燃剂聚合物组合物相比，不足以显著提高组合物可燃性的量存在。在另一个方面，阻燃剂体系活性助剂以与不存在活性助剂的情况下参考阻燃剂聚合物组合物相比，足以基本维持机械性能的量存在。
因此，在本发明的多个方面，当与不存在阻燃剂体系活性助剂的情况下相应或参考组合物相比时，所公开的阻燃剂聚合物组合物可以显示出一种或多种改善的性能性质。在一个方面，阻燃剂体系活性助剂的加入使得能够减少实现所期望的可燃性等级所需的阻燃剂体系的比例。因此，所公开的组合物可以显示出一种或多种改善的机械性能，同时显示出高于或基本等于相应参考组合物的可测量的阻燃性水平。此外，应理解相对于比较参考组合物，可以以任意组合提供这些改善的性能，或者对于给定组合物，它们可以单独发生。
为了与对相应或参考组合物进行这些比较的目的，如本文所使用的，相应参考组合物基本由处于与本发明的组合物相同的组分量但是没有阻燃剂体系活性助剂的相同组分材料组成。为此，在相应参考组合物中，提高阻燃剂体系的wt％量以补偿阻燃剂体系活性助剂的缺少。
如本发明所描述的，可以将亚膦酸盐单独地或与氮化合物结合使用，用作增强聚酰胺和聚酯的卤化阻燃剂的适合的替代物。然而，除了对流动特性的负面影响外，当在这些材料的混合和模制处理期间在所使用的高温下处理时，这些亚膦酸盐阻燃剂可以释放含磷酸性物质。据信这些腐蚀性物质是从亚膦酸盐的酸性降解中产生的。
不希望限于具体的理论，期望阻燃剂体系的减少可以降低本发明的组合物的腐蚀性。在一个方面，当与在基本相同的混合和模制条件下生产的，缺少阻燃剂体系活性助剂和和阻燃剂体系减少的相应或参考组合物相比时，本发明的阻燃剂聚合物组合物可以产生降低水平的酸性物质。在另一个方面，当与在基本相同的混合和模制条件下生产的，不存在阻燃剂体系活性助剂和阻燃剂体系减少的相应的或参考的组合物相比时，本发明的阻燃剂聚合物组合物的使用可以基本防止或抑制腐蚀。
所述组合物还可以可选地包含填充剂，其包括纤维填充剂和/或低长径比填充剂。适合的纤维填充剂可以是在聚合物树脂中使用并且长径比大于1的任何常规填充剂。这些填充剂可以以须、针、棒、管、链、伸长的片状、薄层片状、椭圆形、微米纤维、纳米纤维和纳米管、伸长的富勒烯等形式存在。当这些填充剂以聚集体形式存在时，长径比大于1的聚集体也将足够作为纤维填充剂。
适合的纤维填充剂包括，例如，玻璃纤维，如E、A、C、ECR、R、S、D，以及NE玻璃和石英等可以用作增强填充剂。其它适合的玻璃纤维包括研磨玻璃纤维、短切玻璃纤维和长玻璃纤维(例如，在拉挤成型工艺中使用的那些)。其它适合的无机纤维填充剂包括来源于包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物中至少一种的共混物的那些。在纤维填充剂中，还包括单晶纤维或“晶须”，其包括碳化硅、氧化铝、碳化硼、铁、镍或铜。其它适合的无机纤维填充剂包括碳纤维、不锈钢纤维、金属镀层纤维等。
另外，还可以使用有机增强纤维填充剂，其包括能够形成纤维的有机聚合物。这些有机纤维填充剂的说明性实例包括聚(酮醚)、聚酰亚胺、聚苯并恶唑、聚(亚苯基硫醚)、聚碳酸酯、芳族聚酰胺，其包括芳族聚酰胺、芳族聚酰亚胺或聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、丙烯酸树脂和聚(乙烯醇)。可以以单丝或复丝纤维形式提供这些增强填充剂，并且它们可以单独或与其它类型纤维结合使用，例如，通过共织(co-weaving)或核/壳(core/sheath)、并列(side-by-side)、桔瓣型(orange-type)或基质型(matrix)和原纤维(fibril)结构，或者通过纤维制造领域技术人员已知的其它方法。
低长径比填充剂的非限制性实例包括石英粉，如熔融石英、结晶石英、天然石英砂和多种硅烷涂覆的石英；硼-氮化物粉末和硼-硅酸盐粉末；碱土金属盐；氧化铝和氧化镁(magesium)(或氧化镁(magnesia))；硅灰石，其包括表面处理的硅灰石；硫酸钙(例如，其酸酐、二水合物或三水合物)；碳酸钙，其包括白垩、石灰石、大理石和合成的、沉淀的碳酸钙，其通常处于研磨颗粒形式，通常包含98+％CaCO3，其余部分是其它无机物，如碳酸镁、氧化铁和铝-硅酸盐；表面处理的碳酸钙；其它金属碳酸盐，例如碳酸镁、碳酸铍、碳酸锶、碳酸钡和碳酸镭；滑石；玻璃粉；玻璃-陶瓷粉末；粘土，其包括煅烧粘土，例如高岭土，其包括硬、软、煅烧高岭土；云母；长石和霞石正长岩；原硅酸的盐或酯及其缩合产物；硅酸盐，其包括铝硅酸盐、硅酸钙和硅酸锆；沸石；石英；石英岩；珍珠岩；硅藻土；碳化硅；硫化锌；氧化锌；锡酸锌；羟基锡酸锌；磷酸锌；硼酸锌；磷酸铝；钛酸钡；钡铁氧体；硫酸钡和重晶石；颗粒铝、青铜、锌、铜和镍；炭黑，其包括导电炭黑；薄片填充剂，如玻璃薄片、薄片碳化硅、二硼化铝、薄铝片和薄钢片；等等。本领域熟知的这些填充剂的实例包括"塑料添加剂手册(PlasticAdditives Handbook),第4版"R.Gachter和H.Muller(主编),P.P.Klemchuck(副主编)Hansen Publishers,New York 1993中所述的那些。
存在于所述组合物中的填充剂、纤维性或低长径比填充剂的总量可以是基于所述组合物的总重量的约0至约70wt％，更具体地约5至约60wt％或者更具体地约15至约35wt％。
所述组合物还可以可选地包含本领域中已知的其它添加剂。适合的添加剂包括磨损添加剂，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、石墨、芳族聚酰胺、碳纤维、碳粉末、包含上述磨损添加剂中至少一种的组合等。基于组合物的总重量，存在于所述组合物中的磨损添加剂的量可以是约0至约20wt％，更具体地约1至约15wt％，或更具体地约5至约10wt％。
所述组合物还可以可选地包含芳族聚合物，其包括(例如)聚(亚芳基醚)、聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺/聚酰亚胺共聚物、聚(亚芳基硫醚)、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮及它们的组合。适合的聚(亚芳基醚)包括均聚物，如含有2,6-二甲基亚苯基醚单元的那些，共聚物，其包括含有(例如)这些单元与2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基醚单元组合的无规共聚物，或者衍生自2,6-二甲苯酚与2,3,6-三甲苯酚的共聚合的共聚物等。在授予Singh等人的美国专利No.6407200和授予Birsak等人的美国专利No.6437084中描述了适合的聚(亚芳基醚)。
适合的聚醚酰亚胺包括美国专利No.3847867、3814869、3850885、3852242、3855178和3983093中所述的那些。
当存在时，芳族聚合物可以处于基于所述组合物总重量的约1至约50wt％，具体地约5至约25wt％，更具体地约10至约15wt％的量。
在树脂混合或模制时，可以根据需要以对物理性质(具体地阻燃性质)不具有任何有害作用的量将其它常用添加剂加入到树脂组合物中。例如，可以加入着色剂(颜料或染料)、耐热剂、氧化抑制剂、耐候剂(weather-proofing agent)、润滑剂、脱模剂、增塑剂和流动性增强剂等。本领域已知的颜料和染料的实例包括在"塑料添加剂手册(PlasticAdditives Handbook),第4版"R.Gachter和H.Muller(主编),P.P.Klemchuck(副主编)Hansen Publishers,New York 1993中“着色剂(Colorants)”一章中所述的那些。当使用时，着色剂可以以基于所述组合物总重量的最高达约5wt％，更具体地约0.001至约2wt％，并且更具体地约0.01至约1wt％的量存在。
可以通过在形成密切共混的条件下将成分共混来实现组合物的制备。这些条件通常包括在单螺杆或双螺杆型挤出机或可以对组分施加剪切力的类似混合装置中混合。
在另一个方面，可以一开始就将所有成分加入到处理***中，或者某些添加剂可以与一种或多种主要组分预混合。在另一个方面，其它成分可以包括用于制备所述组合物的聚合物中的一些，而所述聚合物的剩余部分通过下游端口进料。尽管可以在加工中使用单独的挤出机，但是还可以通过使用沿其长度具有多口进料端口以接纳多个组分添加的单螺杆挤出机来制备这些组合物。在其它方面，通常有利的是通过挤出机中至少一个或多个排气口向熔融物施加真空以除去组合物中挥发性杂质。本领域那些技术人员将能够调节共混时间和温度以及组分添加，而无需过多额外的实验。
在多个方面，本发明的阻燃剂聚合物组合物的性质可以改善混合和加工性能。在一个方面，当与不存在阻燃剂体系活性助剂的相应或参考组合物相比时，阻燃剂体系活性助剂的添加和阻燃剂体系的减少可以改善混合和加工性能。在另一个方面，d组合物可以改善混合和注塑成型期间的流动特征。在其它方面，本发明的组合物可以显著防止或抑制混合和处理设备的金属部件的腐蚀。
应清楚本发明涵盖了上述组合物的反应产物，包括交联产物。
在一个方面，形成可交联的阻燃剂组合物的方法包括将聚酰胺或聚醚、交联剂、阻燃剂体系和阻燃剂体系活性助剂共混以形成密切共混物，其中所述阻燃剂体系包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐，或它们的组合；和可选地至少一种氮化合物。所述方法还可以包含模制步骤以将密切混合物模制成制品。另外，如下所述，所述模制品可以交联。
在另一个方面，将所述组合物用于制备模制品，如，例如，耐用制品、结构化产品以及电器和电子组件等。可以使用常见的热塑性加工法，如薄膜和板材挤出、注塑成型、气体辅助注塑成型、挤出模制、压缩模制和吹塑将所述组合物转化为制品。薄膜和板材挤出法可以包括并且不局限于熔铸、吹塑挤出和压延成型。可以使用共挤出和层压法来形成复合材料多层薄膜或片材。还可以将单层或多层涂层应用于单层或多层基底以赋予其它性能，如抗刮性、耐紫外光、美学作用等。可以通过标准应用技术来应用涂层，如辊涂、喷涂、浸涂、刷涂或流动涂覆。作为另外一种选择，可以通过将适合溶剂中的组合物的溶液或混悬液浇铸在基底、带或辊上，然后出去溶剂来制备本发明的薄膜和片材。
本文还提供了使可交联组合物交联的方法。具体地，将组合物形成或模制成制品，并将该制品暴露于适当的条件以提供交联。在一个方面，通过电离辐射使组合物交联。示例性电离辐射包括在足以引起交联的任何剂量下的β辐射(高能电子束)和γ幅射(通过放射源发射的光子，例如钴60或铯137)。聚酰胺组合物可以在约75至约100千戈瑞(kGy)的辐射剂量下交联。聚酯组合物可以在约250至约300kGy的辐射剂量下交联。
在一个方面，将交联组合物制备成0.8至3.2毫米(mm)厚的测试样品，其显示出根据UL-94的至少V2，更具体地至少V1，并且更具体地至少V0的可燃性等级。
在另一个方面，根据国际电工委员会(IEC)标准IEC-60112/3rd，使用4.0mm厚，最小60.0mm直径的测试样品测量，交联组合物显示出大于约400伏，具体地大于约500伏，更具体地大于约550伏，并且更具体地大于约600伏的相比漏电起痕指数(CTI)。400至599伏的漏电起痕指数对应于1级，而600伏及以上为0级。
在另一个方面，交联组合物具有960℃的灼热丝可燃性指数(GWFI)，如根据IEC-60695-2-1在0.8至3.2毫米厚度范围内的测试样品厚度下所测量的。
在另一个方面，交联组合物的灼热丝起燃性温度(GWIT)为750℃或以上，更具体地大于约800℃，如根据IEC-60695-2-13在0.8至3.2毫米范围内的测试样品厚度下所测量的。
在多个方面，交联后所述组合物显示出下列中的至少一种：(a)根据UL 94，在0.8至3.2毫米厚度范围内，V0等级；(b)如根据IEC-60695-2-1在0.8至3.2毫米厚度范围内所测量的，960℃或以上的灼热丝可燃性指数；(c)根据IEC-60695-2-13在0.8至3.2毫米厚度范围内所测量的，750℃或以上的灼热丝起燃性温度；或(d)根据国际电工委员会标准IEC-60112/3rd所测量的，1级或0级相比漏电起痕指数。
在多个方面，交联后所述组合物显示出下列中的至少一种：(a)如根据IEC-60695-2-1在0.8至3.2毫米厚度范围内所测量的，960℃或以上的灼热丝可燃性指数；(b)根据IEC-60695-2-13在0.8至3.2毫米厚度范围内所测量的，750℃或以上的灼热丝起燃性温度；或(c)根据国际电工委员会标准IEC-60112/3rd所测量的，1级或0级相比漏电起痕指数。
应清楚由通过本发明公开所述的方法制成的组合物制成的组合物和制品在本发明的范围内。所有引用的专利、专利申请及其它参考文献以其全部内容作为参考并入本文。通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。
尽管可以在具体规定类别，如***规定类别中描述和要求保护本发明的多个方面，但是这仅是出于方便的目的，并且本领域技术人员将理解可以在任何规定类别中描述和要求保护本发明的每个方面。除非另外明确说明，否则绝不希望将本文所述的任何方法或方面解释为需要以特定顺序进行其步骤。因此，在方法权利要求未在权利要求或描述中具体说明步骤将限于特定顺序时，在任何方面决不希望推断出该顺序。这适用于解释的任何可能的非表达基础，其包括：相对于步骤或操作流程的安排的逻辑事物、源于语法组织或标点的普通含义或者在说明书中描述的方面的数目或类型。
在整个发明申请中，参考了多个公开物。这些公开物的公开内容以它们的全部内容作为参考并入到本发明申请中，以便更充分地描述本发明所属领域当前的技术水平。对于参考文献所依赖的句子中所讨论的参考文献中包含的材料，还将所公开的参考文献单独地和明确地并入本文作为参考。不应将本文中的任何事物解释为由于较早的发明而承认本发明无权先于这些公开物。此外，本文所提供的公开物的日期不同于实际公开日期，其可能需要独立证实。
实施例
提出下列实施例从而为本领域技术人员提供如何制备和评价本文中所要求保护的化合物、组合物、制品、装置和/或方法的完整公开和说明，并且其旨在是完全示例性的并且并不旨在限制本公开。对于数量(例如，量、温度等)，尽力确保准确度，但是应考虑一些误差和偏差。除非另外说明，否则分数是重量份数，温度以℃(摄氏度)为单位或者处于环境温度，并且压力为或接近大气压。除非另外说明，否则提及组合物的百分比是以wt％计。反应条件存在多种变化和组合，例如，组分浓度、所需溶剂、溶剂混合物、温度、压力及可以用于优化得自所述方法的产品纯度和得率的其它反应范围和条件。将仅需要合理并且常规的实验方法来优化这些处理条件。
如下文所使用的，以下显示了下列缩写：
FM是弯曲模量；
FOT是熄灭时间；
FS是挠曲强度；
NIS是缺口冲击强度；
UIS是无缺口冲击强度；
CM是弦向模量；
GF是玻璃纤维；
HDT是热挠曲温度；
ISO是指瑞士日内瓦的国际标准化组织；
PA是聚酰胺；
PA6是聚酰胺6，在本领域中它还被称为尼龙6或聚己内酰胺；
PA66是聚酰胺6,6，在本领域中它还被称为尼龙6,6；
PEI是聚醚酰亚胺；
TM是拉伸模量；
TS是拉伸强度；和
PPE是聚(亚芳基醚)。
在本文所述的实施例中使用了下列材料：玻璃纤维是983(SaintGobain Vetrotex GmbH)并且在图和表中表示为“GF”；聚酰胺PA6为24(DOMOChemicals GmbH)并且在图和表中表示为“PA6”；聚酰胺PA66为24 AE 1(Rhodia)并且在图和表中表示为“PA66”；聚酰亚胺为1010树脂(SABIC IP)，芳香族聚醚酰亚胺并且在图和表中表示为“PEI”；热稳定剂和/或抗氧化剂为1098(Ciba)，在图和表中表示为“AO1”；和168(Ciba)，在图和表中表示为“AO2”；脱模剂为硬脂酸铝，在图和表中表示为“RA”；阻燃剂体系为OP 1312(Clariant)，亚膦酸铝、三聚氰胺多磷酸酯和硼酸锌的商业制剂，在图和表中表示为“FRS”；勃姆石为B60 AS1(Nabaltec)，在图和表中表示为“FRS CoA”，PPO-Si是SABIC IP生产的聚亚苯基醚-硅氧烷共聚物，氢氧化镁是得自Albemarle的Magnifin H5 IV，硼酸锌是Borax.TAIC出售的ZB，三烯丙基异氰脲酸酯是交联添加剂并且它是作为60％wt TAIC/PA6母料由Evonik提供的。以下表1、2、3、4、5、6、7和8中说明的比例将这些材料配制成组合物。
使用真空排气的Coperion Werner & Pfleiderer 25mm双螺杆挤出机进行混合。圆筒温度在270至290℃的范围内。
根据ISO标准模制拉伸、冲击和火焰条棒，并且在测试前在23℃/50％湿度下适应48小时。适应后，如实施例中所述测量了多种性质(机械、热、流变性、火焰和电气)。根据ISO294将测试样品注射塑模，并且分别根据ISO标准527、178和180进行拉伸、挠曲和冲击测试。根据UL标准94，使用20mm垂直燃烧测试进行火焰测试。
使用UL94火焰测试程序确定火焰性质。(“用于装置和器具中零件的塑料材料的可燃性的测试标准(Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials forParts in Devices and Appliances)”；Underwriters Laboratories,Inc.)。在具有在每次测试后除去燃烧产物的排气扇附件的Atlas HVUL柜(HVUL 14095和HVUL 14111；AtlasMaterial Testing Technology(India)Private Limited,Chennai,India)中进行测试，并且软件控制具有声音信号的校准计时装置。所有测试在23±2℃和50±5％的相对湿度的环境中进行。测试前，将样品在23℃/50％湿度下预先适应48小时。常规地进行测试程序，从而测试10个火焰条棒，并且将平均值报告为以秒为单位的平均熄灭时间(FOT)。根据UL94标准的评定标准如下所示：1)V0(垂直燃烧)：在向测试条棒两次应用各10秒火焰后10秒内燃烧停止，其中不允许燃烧滴落；2)V1(垂直燃烧)：在向测试条棒两次应用各10秒火焰后30秒内燃烧停止，其中不允许燃烧滴落；3)V1(垂直燃烧)：在向测试条棒两次应用各10秒火焰后30秒内燃烧停止，其中允许燃烧滴落。(“用于装置和器具中零件的塑料材料的可燃性的测试标准(Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts inDevices and Appliances)”；Underwriters Laboratories,Inc.)。
在本领域中，通常使用相比漏电起痕指数(CTI)测量绝缘材料的电击穿(漏电起痕)性质。漏电起痕是绝缘材料表面上电击穿的量度。大电压差通过形成碳化迹线逐渐在材料表面上产生了导电漏电路径。如ASTMD3638测试方法(ASTM D3638，2007，“电气绝缘材料的相比漏电起痕指数的标准测试方法(Standard Test Method for ComparativeTracking Index of Electrical Insulating Materials)”，ASTM International,WestConshohocken,PA,2003,DOI:10.1520/D3638-07,www.astm.org)所述，并使用铂电极进行CTI测试程序。简言之，测试程序包括将50滴0.1wt％的氯化铵溶液滴加至材料(3mm厚)表面，然后确定发生故障的最大电压。
根据如上所述的方法，使用商品化阻燃制剂(FRS)制备比较实施例。测试比较实施例以评价阻燃剂浓度对阻燃性和流动性的影响，如表1中所示。制剂中FRS的量的减少似乎改善了制剂的流动性(MVR提高)。然而，降低FRS浓度同时导致阻燃性逐渐丧失。此后不久，灼热丝起燃性指数(960℃，1mm)立即失败，并且UL94测试中的V0评分丧失。由于比较实施例2(C2)未通过GWFI测试(960℃，1mm)，因此预计比较实施例3-5(C3-C5)也会失败，并因此未测量。
表1
*量以重量％提供。
然后，使用实施例C1中的相同商品化阻燃剂体系(FRS)和方法(除了用阻燃剂体系活性助剂替换了一部分FRS)制备了代表性实施例。如表2所示，为制剂选择了勃姆石(FRSCoA)，并且然后测试代表性实施例以评价勃姆石(FRS CoA)作为阻燃剂体系活性助剂对脂肪族聚酰胺中的可燃性、机械性能和流动性的影响。如先前在表1中所提供的，比较实施例C1-C5表明如果降低FRS水平，则不能维持阻燃性。令人惊讶地，向制剂中加入勃姆石(FRSCoA)能够将FRS浓度减少至少约10％wt，同时维持完整的可燃性等级和漏电起痕指数。勃姆石(FRS CoA)似乎不仅帮助在UL94可燃性测试中保持V0等级，而且帮助保持960℃的灼热丝起燃性指数和灼热丝起燃性温度。此外，勃姆石似乎还有助于维持电气和电子应用的其它重要性质，如制剂的漏电起痕指数。另外，相比于比较实施例C1，代表性实施例的流动性得到改善，推测这部分是由勃姆石(FRS CoA)对FRS的替代所造成的。通常，随着向热塑性组合物中逐渐加入矿物阻燃剂，总是可以预见机械性能将以冲击性能丧失或断裂应变的形式受到损害。出人意料地，代表性实施例R6和R7表明将勃姆石(FRS CoA)的量从约6加倍至约12wt％不会进一步对机械性能造成负面影响。此外，基于勃姆石/金属亚膦酸盐的阻燃剂组合的使用似乎改善了制剂的流动性，这可以允许处理温度的降低。
表2
*量以重量％提供。
表3提供了来自玻璃纤维强化的聚酰胺组合物的数据，所述组合物含有包含金属亚膦酸盐和氮化合物的阻燃剂体系(FRS)。测试以下实施例以确定聚醚酰亚胺(PEI)作为阻燃剂体系活性助剂对可燃性和机械性能的影响。当使用PEI作为阻燃剂体系活性助剂时，可燃性基本维持，而机械性能轻微改善或基本相等。
表3
*量以重量％提供。
表4提供了来自玻璃纤维强化的聚酰胺制剂的数据，所述制剂含有包含金属亚膦酸盐和氮化合物的阻燃剂体系。测试以下实施例以确定勃姆石和MgOH作为阻燃剂体系活性助剂对可燃性和机械性能的影响。出人意料地，当与含有金属亚膦酸盐和氮化合物的阻燃剂体系组合使用时，勃姆石似乎显示出优于MgOH的阻燃性。
表4
表5-8提供了来自玻璃纤维强化的可交联和交联的聚酰胺制剂的数据，所述制剂含有包含金属亚膦酸盐和氮化合物的阻燃剂体系。将交联添加剂和阻燃剂助剂加入到这些制剂中。通过辐射模制件，即通过β辐射将样品暴露于100千戈瑞的剂量来进行交联。测试辐射前后的制剂，并且出人意料地发现辐射后通过了GWFT测试，辐射后改善了GWIT并且辐射后改善了CTI。结果可见于表5-8。
表5
*“辐射前”显示了样品β照射之前的性质；*“辐射后”显示了样品在100KGy辐射后的性质。
表6
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中金属亚膦酸盐用式(I)表示并且金属二亚膦酸盐用式(II)表示)
其中R4、R5和R6独立地为氢、羟基、氨基或者单-或二C1-C8烷基氨基；或者C1-C8烷基、C5-C16环烷基、-烷基环烷基，其中每个可被羟基或C1-C4羟基烷基、C2-C8烯基、C1-C8烷氧基、-酰基、-酰氧基、C6-C2芳基、-OR12和N(R12)R13取代，其中R12和R13各自独立地为氢、C1-C8烷基、C5-C16环烷基或-烷基环烷基；或者是N-脂环族或N-芳香族，其中N-脂环族表示环状含氮化合物，如吡咯烷、哌啶、咪唑烷、哌嗪等，而N-芳香族表示含氮杂芳环化合物，如吡咯、吡啶、咪唑、吡嗪等；R7、R8、R9、R10和R11独立地为氢、C1-C8烷基、C5-C16环烷基或-烷基(环烷基)，其每个可以被羟基或C1-C4羟基烷基、C2-C8烯基、C1-C8烷氧基、-酰基、-酰氧基、C6-C12芳基和-O-R12取代；X为磷酸或焦磷酸；q为1、2、3或4；和b为1、2、3或4。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中所述金属盐是二甲基次膦酸的铝盐、甲基乙基次膦酸的铝盐或甲基丙基次膦酸的铝盐。
在多个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或、它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中所述阻燃剂体系还包含至少一种氮化合物。在一个实施方式中，所述氮化合物选自由以下各项组成的组：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物和/或它们的混合物、蜜白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯化合物、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯化合物、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和它们的组合。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中所述阻燃剂体系还包含至少一种氮化合物，其选自尿囊素、苯并胍胺、甘脲、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯或脲氰尿酸酯。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中所述聚酰胺选自由以下各项组成的组：尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-4、尼龙-4,6、尼龙-12、尼龙-6,10、尼龙-6,9、尼龙-6,12、尼龙-9T、尼龙-6,6和尼龙-6的共聚物、聚酰胺共聚物、聚酰胺共混物、及它们的组合。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中所述聚酯衍生自脂肪族二醇和具有以下通式所表示的重复单元的芳族二羧酸：
其中y是2至6的整数。R是包含衍生自芳族二羧酸的脱羧基残基的C6-C20芳基，其中所述聚酯可选地包含所述聚酯总重量的约0.5至约5wt％的量的衍生自脂肪族酸、脂肪族多元醇或它们的组合的单元。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中所述交联剂是聚烯丙基化合物或由含有2-100个碳原子的脂肪族二醇、三醇或四醇制备的多元醇聚(甲基)丙烯酸酯。
在另一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；阻燃剂体系活性助剂；和填充剂，其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，并且其中所述填充剂选自玻璃纤维、硼酸锌或它们的组合。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；阻燃剂体系活性助剂；和基于所述组合物总重量的最高达约20wt％的磨损添加剂，其中所述磨损添加剂选自由以下各项组成的组：聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、芳族聚酰胺、碳纤维、碳粉末和它们的组合。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；交联剂，阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合；和阻燃剂体系活性助剂；其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团，其中所述阻燃剂体系活性助剂包含矿物阻燃剂、芳族聚合物、含磷阻燃剂或它们的组合。在另一个实施方式中，所述阻燃剂体系活性助剂是勃姆石。
在多个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；约1至约20wt％的聚烯丙基化合物或多元醇聚(甲基)丙烯酸酯交联剂；约5至约60wt％的玻璃纤维；阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合，和可选地至少一种氮化合物，其选自由以下各项组成的组：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物和/或它们的混合物、蜜白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯化合物、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和它们的组合；和约1至15wt％的阻燃剂体系活性助剂；其中所有的量均基于所述组合物的总重量。
在一个实施方式中，阻燃剂组合物包含聚酰胺或聚酯；约1至约10wt％的交联剂，其选自由以下各项组成的组：三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯；约5至约30wt％的玻璃纤维；约10至约20wt％的阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合，和可选地至少一种氮化合物，其选自三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯或三聚氰胺多磷酸酯；和约1至15wt％的阻燃剂体系活性助剂；其中所有的量均基于所述组合物的总重量，并且其中所述聚酰胺包含约15至约35wt％的尼龙-6和约15至约35wt％的尼龙-6,6。
在多个实施方式中，形成可交联阻燃剂组合物的方法包括(a)共混聚酰胺、交联剂，其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团；(b)阻燃剂体系活性助剂，和(c)阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐或它们的组合；和可选地至少一种氮化合物，其选自由以下各项组成的组：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物和/或它们的混合物、蜜白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯化合物、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯化合物、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和它们的组合，以形成紧密的共混物。在一个实施方式中，所述方法还包括将所述密切共混物模制成制品并通过电离辐射将所述组合物交联。
对本领域技术人员而言显而易见的是在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明做出多种改变和变化。根据对本文所公开的本发明的说明书以及实践的考虑，本发明的其它方面对本领域技术人员来说将是显而易见的。希望的是说明书和实施例被认为仅是实例性的，并通过所附权利要求指明了本发明的真实范围和精神。
本发明的可授权范围由权利要求限定，可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果它们具有与权利要求书面语言相同的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的书面语言具有非本质差异的等效结构元素，则这些其它实例旨在属于权利要求的范围内。

Claims (31)

1.一种阻燃剂组合物，其包含
(a)聚酰胺或聚酯；
(b)交联剂，
(c)阻燃剂体系，其包含金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和
(d)阻燃剂体系活性助剂，其中所述阻燃剂体系活性助剂包含矿物阻燃剂并且所述矿物阻燃剂选自金属氢氧化物、羟基碳酸盐、硼酸盐、氧化物矿物、或它们的组合，并且所述阻燃剂体系活性助剂基于所述阻燃剂组合物的总重量以1wt％至50wt％的量存在；
其中所述交联剂包含能够在β或γ幅射下形成自由基的两种或更多种基团。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述金属亚膦酸盐是由式(I)表示的并且所述金属二亚膦酸盐是由式(II)表示的
其中R1和R2各自独立地为氢、直链或支链C1-C6烷基或芳基；R3为直链或支链C1-C10亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基或芳基亚烷基基团；M为钙、铝、镁、锶、钡或锌；m为2或3；当x为1并且m为2时，n为1；当x为2并且m为3时，n为3。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述金属盐是二甲基次膦酸的铝盐、甲基乙基次膦酸的铝盐或者甲基丙基次膦酸的铝盐。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述阻燃剂体系还包含选自由以下各项组成的组中的至少一种氮化合物：三聚氰胺的缩合产物、三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物和/或它们的混合物、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和它们的组合。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述至少一种氮化合物选自由蜜勒胺、蜜白胺、三聚二氰亚胺、三聚氰胺磷酸酯、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯和它们的组合组成的组。
6.根据权利要求4所述的组合物，其中所述氮化合物包含式(III)至(VIII)所表示的化合物，或者包含上述氮化合物中至少一种的组合
其中R4、R5和R6独立地为氢、羟基、氨基或者单C1-C8烷基氨基或二C1-C8烷基氨基；或者C1-C8烷基、C5-C16环烷基、-烷基环烷基，其中每个可被羟基或C1-C4羟基烷基、C2-C8烯基、C1-C8烷氧基、-酰基、-酰氧基、C6-C2芳基、-OR12和N(R12)R13取代，其中R12和R13各自独立地为氢、C1-C8烷基、C5-C16环烷基或-烷基环烷基；或者是N-脂环族或N-芳香族，其中N-脂环族表示环状含氮化合物，而N-芳香族表示含氮杂芳环化合物；R7、R8、R9、R10和R11独立地为氢、C1-C8烷基、C5-C16环烷基或-烷基(环烷基)，其每个可以被羟基或C1-C4羟基烷基、C2-C8烯基、C1-C8烷氧基、-酰基、-酰氧基、C6-C12芳基和-O-R12取代；X为磷酸或焦磷酸；q为1、2、3或4；和b为1、2、3或4。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述环状含氮化合物是吡咯烷、哌啶、咪唑烷或哌嗪，而所述含氮杂芳环化合物是吡咯、吡啶、咪唑或吡嗪。
8.根据权利要求4所述的组合物，其中所述氮化合物为尿囊素、苯并胍胺、甘脲、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯或脲氰尿酸酯。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚酰胺选自由以下各项组成的组：尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-4、尼龙-4,6、尼龙-12、尼龙-6,10、尼龙-6,9、尼龙-6,12、尼龙-9T、尼龙6,6和尼龙-6的共聚物、聚酰胺共聚物、聚酰胺共混物和它们的组合。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚酰胺或聚酯以基于所述组合物总重量的20wt％至96wt％的量存在。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚酯衍生自脂肪族二醇和具有以下通式所表示的重复单元的芳族二羧酸：
其中y是2至6的整数，R是包含衍生自芳族二羧酸的脱羧基残基的C6-C20芳基，其中所述聚酯可选地包含所述聚酯总重量的0.5wt％至5wt％的量的衍生自脂肪族酸、脂肪族多元醇或它们的组合的单元。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚酯为聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(萘二甲酸丁二酯)、聚(对苯二甲酸丙二酯)、或它们的组合。
13.根据权利要求1所述的组合物，其中所述交联剂包含两种或更多种不饱和基团。
14.根据权利要求1所述的组合物，其中所述交联剂为聚烯丙基化合物或由含有2-100个碳原子的脂肪族二醇、三醇或四醇制备的多元醇聚(甲基)丙烯酸酯。
15.根据权利要求1所述的组合物，还包含最高达60wt％的填充剂。
16.根据权利要求15所述的组合物，其中所述填充剂为玻璃纤维、硼酸锌或它们的组合。
17.根据权利要求1所述的组合物，还包含基于所述组合物总重量的最高达20wt％的磨损添加剂，其中所述磨损添加剂选自由以下各项组成的组：聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、芳族聚酰胺、碳纤维、碳粉末、和它们的组合。
18.根据权利要求1所述的组合物，其中通过电离辐射使所述组合物交联以形成交联组合物。
19.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物在交联后显示出以下中的至少一种：
(a)根据IEC-60695-2-1在0.8至3.2毫米厚度范围内所测量的，960℃或以上的灼热丝可燃性指数；
(b)根据IEC-60695-2-13在0.8至3.2毫米厚度范围内所测量的，750℃或以上的灼热丝起燃性温度；或者
(c)根据国际电工委员会标准IEC-60112/3rd所测量的，1级或0级的相比漏电起痕指数。
20.根据权利要求1所述的组合物，其中所述阻燃剂体系活性助剂包含勃姆石。
21.根据权利要求1所述的组合物，其中所述金属氢氧化物选自三氢氧化铝、氢氧化铝氧化物、二氢氧化镁、或包含上述阻燃剂中至少一种的组合。
22.根据权利要求1所述的组合物，其中所述阻燃剂体系还包含选自二苯砜磺酸钾、全氟丁烷磺酸钾、或它们的组合的磺酸盐。
23.根据权利要求1所述的组合物，其中当与在基本相同的混合和模制条件下生产的，不存在所述阻燃剂体系活性助剂以及减少所述阻燃剂体系的相应的或参考的组合物相比较时，所述阻燃剂组合物产生了降低水平的酸性物质。
24.根据权利要求1所述的组合物，其中当与在基本相同的混合和模制条件下生产的，不存在所述阻燃剂体系活性助剂和减少的所述阻燃剂体系的相应的或参考的组合物相比较时，所述阻燃剂组合物基本防止或抑制了腐蚀。
25.一种包含权利要求18所述的交联组合物的制品。
26.一种阻燃剂组合物，其包含
(a)聚酰胺或聚酯；
(b)1wt％至20wt％的聚烯丙基化合物或多元醇聚(甲基)丙烯酸酯交联剂；
(c)5wt％至60wt％的玻璃纤维；
(d)5至25wt％的阻燃剂体系，其包含
i.金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和
ii.可选地选自由以下各项组成的组中的至少一种氮化合物：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物、和/或它们的混合物、三聚氰胺氰尿酸酯、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺、和它们的组合；和
(e)1至15wt％的阻燃剂体系活性助剂，其中所述阻燃剂体系活性助剂选自金属氢氧化物、羟基碳酸盐、硼酸盐、氧化物矿物、或它们的组合；
其中所有的量均基于所述组合物的总重量。
27.根据权利要求26所述的组合物，其中所述至少一种氮化合物选自由蜜勒胺、蜜白胺、三聚二氰亚胺、三聚氰胺磷酸酯、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯和它们的组合组成的组。
28.根据权利要求26所述的组合物，其中所述聚酰胺包含15wt％至35wt％的尼龙-6和15wt％至35wt％的尼龙-6,6；
(a)选自由以下各项组成的组中的1wt％至10wt％的交联剂：三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯；
(b)15wt％至30wt％的玻璃纤维；和
(c)10wt％至20wt％的所述阻燃剂体系，其中所述氮化合物为三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、或三聚氰胺多磷酸酯；
其中所有的量均基于所述组合物的总重量。
29.一种形成可交联阻燃剂组合物的方法，其包括：
(a)共混聚酰胺、交联剂，其中所述交联剂包含在β或γ幅射下能够形成自由基的两种或更多种基团；
(b)阻燃剂体系活性助剂，其中所述阻燃剂体系活性助剂选自金属氢氧化物、羟基碳酸盐、硼酸盐、氧化物矿物、或它们的组合，和
(c)阻燃剂体系，其包含
i.金属亚膦酸盐、金属二亚膦酸盐、或它们的组合；和
ii.可选地选自由以下各项组成的组中的至少一种氮化合物：三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的缩合产物的反应产物、和/或它们的混合物、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、苯代三聚氰胺化合物、三(羟乙基)异氰脲酸酯的对苯二甲酸酯化合物、尿囊素化合物、甘脲化合物、氰尿二酰胺、氰尿酰胺、和它们的组合，以形成密切共混物。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括将所述密切共混物模制成制品并通过电离辐射将所述组合物交联。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述至少一种氮化合物选自由蜜勒胺、蜜白胺、三聚二氰亚胺、三聚氰胺磷酸酯、二三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯和它们的组合组成的组。
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