CN104981514B - 阻燃聚酯组合物 - Google Patents
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Abstract
本文公开了降低阻燃组合物中锑阻燃化合物的量的方法,其包括将氧化钙或滑石与氧化钙的组合用作组合物中的填料,其中,该组合物包含:(a)按重量计30%至80%的聚酯;(b)按重量计3%至30%的溴化阻燃化合物;(c)按重量计0.1%至5%的锑阻燃化合物;(d)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;并且其中:(i)该组合物符合或超过UL94‑V2的要求;(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。还公开了由这种方法制备的组合物和源自其的制品。
Description
背景技术
聚酯,特别是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),被广泛用作多种阻燃塑料中的组分,用于覆盖电线和电气组件。目前可获得的许多阻燃聚酯组合物包含溴化阻燃化合物以及锑阻燃化合物,通常是三氧化锑(Sb2O3)。然而,这种组合物具有一些缺陷。例如,在阻燃组合物中使用溴化组分和Sb2O3可以降低聚酯(如PBT)的相比漏电起痕指数(CTI),尤其是当溴化聚碳酸酯或四溴双酚A碳酸酯低聚物也存在时。CTI是绝缘材料的电击穿(漏电)的度量。CTI的降低指示较低的绝缘性能。此外,由于它们的酸度,溴化组分和Sb2O3引起组合物比不包含溴化组分和锑氧化物的组合物以更快的速率老化。最后,Sb2O3的使用存在对消费者的显著健康风险。
结果是,存在对于包含最少量的锑阻燃化合物,但是保持或优于目前可获得的阻燃聚酯组合物的性能特征的可替代的、较低成本的阻燃聚酯组合物的持续需要。
发明内容
本发明符合这些和其他需要,本发明涉及降低阻燃组合物中所需的锑阻燃化合物的量的方法,以及涉及根据该方法制备的组合物。通过将氧化钙或氧化钙与滑石的组合用作组合物填料,用于聚酯组合物中的锑阻燃化合物的量可以降低多至60%。得到的组合物具有可比较的或改善的性能特征,并且对消费者造成较低的健康风险。由于将氧化钙和滑石用作添加剂比锑氧化物便宜得多,所以组合物还造成显著的成本节约。
一方面,本发明提供降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量的方法,其包括将氧化钙或滑石与氧化钙的组合用作组合物中的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计30%至80%的聚酯;
(b)按重量计3%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计0.1%至5%的锑阻燃化合物;
(d)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在本文公开的发明的这个方面和其他方面,滑石不是来自Shenzhen Lian He XinTechnology Co.,Ltd.(中国)的LHX999。
本发明还提供根据该方法制备的组合物以及源自其的制品。
本发明人出人意料地发现由描述的和本文要求保护的方法制备的组合物没有表现出阻燃性能降低。该发现与近来题目为“Studies on the Preparation and Propertiesof Flame-retardant Reinforced PBT with High Comparative Tracking Index”的文章的结果相反(http://www.engpapers.com/107180.html,最终既定于2012年9月13日)。该文章报告了与不含氧化钙的配制品相比,添加氧化钙降低包含PBT、玻璃纤维、锑氧化物和氯化阻燃剂得克隆(Dechlorane Plus)(DRCP;1,2,3,4,7,8,9,10,13,13,14,14-十二氯-1,4,4a,5,6,6a,7,10,10a,11,12,12a-十二氢-1,4,7,10-二甲氧基二苯并[a,e]环辛烯;CAS13560-89-9)的配制品的阻燃性能。
具体实施方式
如果本申请中的术语与参考文献的术语相冲突或矛盾,那么本申请的术语优先于参考文献的冲突的术语。本文公开的所有范围都包括端点,并且端点可互相独立地结合。除非本文另外指出或上下文明显矛盾,否则在描述发明的上下文中使用的术语“一(a)”和“一种(an)”和“该(the)”和类似的指示物(尤其在权利要求的上下文中)应被解释为涵盖单数和复数。应进一步注意本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性,而是用于区别一个要素与另一要素。所使用的与数量有关的修饰语“约”包括所述值,并具有上下文所表示的含义(即,它包括与测量特定数量有关的误差程度)。本文使用的所有重量百分数是基于组合物的总重量。
聚酯
组合物包含式1的聚酯:
其中:
B是源自二羟基化合物的二价基团,并且可以是,例如,C2-10亚烷基基团、C6-20脂环族基团、C6-20芳香族基团或聚氧化烯烃基团,其中亚烷基基团包含2至6个碳原子,具体地2、3或4个碳原子;以及
T是源自二羧酸的二价基团,并且可以是,例如C2-10亚烷基基团、C6-20脂环族基团、C6-20烷基芳香族基团或C6-20芳香族基团。
可以将多种聚酯用于该发明中,但是通过聚合二羧酸和二羟基化合物得到的热塑性聚酯是特别优选的。
可以将芳香族二羧酸,例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸用作这些二官能的羧酸,并且根据需要可以使用这些的混合物。在这些中,对苯二甲酸是特别优选的。另外,在不损失该发明的效果的程度下,可以使用其他二官能的羧酸(如脂肪族二羧酸),如草酸、丙二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸和环己烷二羧酸;并且也可以使用它们的酯改性的衍生物。
可以将具有2至15个碳原子的直链脂肪族和脂环族二醇用作二羟基化合物;例如,乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、新戊二醇、二乙二醇、环己烷二甲醇、己烷-1,7-二醇、辛烷-1,8-二醇、新戊二醇、癸烷-1,10-二醇等;聚乙二醇;二价苯酚,如二羟基二芳基烷烃如可以称为双酚A的2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)萘基甲烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-(4-异丙基苯基)甲烷、双(3,5-二氯-4-羟基苯基)甲烷、双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1-萘基-1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1-苯基-1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、2-甲基-1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、1-乙基-1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-氟-4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、1,4-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、4-甲基-2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、2,2-双(4-羟基苯基)己烷、4,4-双(4-羟基苯基)庚烷、2,2-双(4-羟基苯基)壬烷、1,10-双(4-羟基苯基)癸烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷和2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷;二羟基二芳基环烷烃如1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)环己烷和1,1-双(4-羟基苯基)环癸烷;二羟基二芳基砜如双(4-羟基苯基)砜和双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)砜、双(3-氯-4-羟基苯基)砜;二羟基二芳基醚如双(4-羟基苯基)醚和双(3-5-二甲基-4-羟基苯基)醚;二羟基二芳基酮如4,4′-二羟基二苯甲酮和3,3′,5,5′-四甲基-4,4-二羟基二苯甲酮;二羟基二芳基硫醚如双(4-羟基苯基)硫醚、双(3-甲基-4-羟基苯基)硫醚和双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)硫醚;二羟基二芳基亚砜如双(4-羟基苯基)亚砜;二羟基二苯基如4,4′-二羟基苯基;二羟基芳基芴如9,9-双(4-羟基苯基)芴;二羟基苯如对苯二酚、间苯二酚和甲基对苯二酚;以及二羟基萘如1,5-二羟基萘和2,6-二羟基萘。另外,可以根据需要组合使用两种或多种二羟基化合物。
在一个具体的实施方式中,聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯(PBT)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、聚(萘二甲酸丁二醇酯)(PBN)和聚(对苯二甲酸1,3-丙二醇酯)(PPT)和聚(对苯二甲酸环己烷二亚甲基酯)(PCT)、聚对苯二甲酸三亚甲基酯(PTT)、聚(琥珀酸1,4-丁二醇酯)(PBS)、二醇改性的聚对苯二甲酸环己烷二亚甲基酯(PCTG/PETG)、聚(1,4-环己烷二亚甲基)1,4-环己烷二羧酸(PCCD)或它们的组合。在一个实施方式中,聚酯是PET或PBT。
在本发明中使用的聚酯可以是单独使用的一种热塑性聚酯或组合使用的两种或多种热塑性聚酯。此外,根据需要也可以使用共聚酯。
在一个实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含按重量计约30%至80%的聚酯。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计40%至约70%的聚酯。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计50%至约60%的聚酯。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计52%至约58%的聚酯。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计54%至约57%的聚酯。在一个具体的实施方式中,聚酯是PBT。更确切地,聚酯是具有10,000至150,000,以及更具体地40,000至110,000重均分子量(Mw)的PBT。
在一个具体的实施方式中,组合物包含以下PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度(特性粘度,本征粘度,intrinsic viscosity)的PBT(作为PBT 315由SABIC Innovative Plastics可获得);和按重量计49-62%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 195由SABICInnovative Plastics可获得)的混合物。
在另一个具体的实施方式中,组合物包含以下PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 315由SABIC InnovativePlastics可获得)和按重量计49%至52%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 195由SABIC Innovative Plastics可获得)的混合物。
在另一个具体的实施方式中,组合物包含以下PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 315由SABIC InnovativePlastics可获得);和按重量计60-62%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 195由SABIC Innovative Plastics可获得)的混合物。
溴化阻燃化合物
除了聚酯,组合物还包含溴化阻燃化合物。可用于本发明的实践的溴化阻燃化合物包括四溴双酚A聚碳酸酯低聚物、聚溴苯醚、溴化聚苯乙烯、溴化BPA聚环氧化物、溴化酰亚胺、溴化聚碳酸酯、聚(丙烯酸溴芳基酯)、聚(甲基丙烯酸溴芳基酯)或它们的混合物。
其他合适的阻燃剂是溴化聚苯乙烯(如聚二溴苯乙烯和聚三溴苯乙烯)、十溴二苯乙烷、四溴二苯基、溴化α,ω-亚烷基-双-邻苯二甲酰亚胺(例如,N,N′-亚乙基-双-四溴邻苯二甲酰亚胺)、低聚的溴化碳酸酯(尤其是源自四溴双酚A的碳酸酯,如果期望,其是被苯氧基基团或被溴化苯氧基基团封端的)或溴化环氧树脂。
在一个实施方式中,溴化阻燃化合物选自由十溴二苯醚(十-BDE)、十溴二苯乙烷(DBDPE)、聚(丙烯酸五溴苄酯)(Br-丙烯酸酯)、四溴双酚A(TBBPA)、TBBPA低聚物、六溴环十二烷(HBCD)、聚溴苯醚、四溴双酚A-四溴双酚A二缩水甘油醚(溴化环氧化物)、溴化聚苯乙烯(Br-PS)、溴化酰亚胺、溴化聚碳酸酯(Br-PC)、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、TBBPA碳酸酯低聚物或它们的组合组成的组。
更具体地,溴化阻燃化合物选自由以下组成的组:苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物(TBBPA),其作为BC-52由ICL-IP可获得,CAS登记号71342-77-3;2,4,6-三溴苯基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物,其作为BC-58由ICL-IP可获得,CAS登记号71342773;来自Albemarle Corporation的十溴二苯乙烷(DBDPE),CAS登记号84852-53-9;来自ICL-IP的聚(丙烯酸五溴苄酯)(Br-丙烯酸酯),CAS登记号59447-57-3;来自Sakamoto Yakuhin Kogyo的四溴双酚A-四溴双酚A二缩水甘油醚(Br-环氧化物),CAS登记号68928-70-1;来自Albemarle Corporation的溴化聚苯乙烯(Br-PS),CAS登记号88497-56-7;和溴化聚碳酸酯(Br-PC),其是包含双酚A(CAS登记号111211-39-3)和四溴双酚A单元、按重量计24-29%的溴的共聚物(CAS登记号156042-31-8)。
在一个实施方式中,溴化聚碳酸酯是由溴化二羟基化合物和非溴化二羟基化合物制备的共聚碳酸酯。在该实施方式中,选择共聚碳酸酯中溴化单元与非溴化单元的比值以提供基于共聚碳酸酯的总重量约1wt%至约45wt%,优选地约10wt%至约40wt%,更优选地约15wt%至约35wt%,以及再更优选地约20wt%至约30wt%的量的溴。优选的溴化聚碳酸酯是包含源自双酚A和四溴双酚A的结构单元的共聚碳酸酯。
在一个实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含按重量计约3%至约30%的溴化阻燃化合物。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计约6%至约17%的溴化阻燃化合物。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计约8%至约14%的溴化阻燃化合物。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计约10%至约12%的溴化阻燃化合物。
锑阻燃化合物
除了聚酯和溴化阻燃化合物,组合物包含锑阻燃化合物。“锑阻燃化合物”是指以下阻燃化合物,如三氧化二锑(Sb2O3)、五氧化二锑(Sb2O5)和锑-金属化合物如锑酸钠(Na2SbO4)。在一个具体的实施方式中,锑阻燃化合物是Sb2O3。
在一个实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含按重量计约0.1%至约5%的Sb2O3。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计约0.5%至约4.5%的Sb2O3。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计约1%至约4%的Sb2O3。在另一个实施方式中,组合物包含按重量计约1%至约2%的Sb2O3。
填料
除了聚酯、溴化阻燃化合物、锑阻燃化合物和玻璃纤维,组合物还包含含氧化钙的填料以及另外可选的填料。考虑用于组合物中的其他填料包括无机填料,如氧化铝、无定形二氧化硅、无水硅酸铝、云母、长石、粘土、滑石、玻璃片、玻璃微珠、硅灰石、金属氧化物(如二氧化钛、氧化锌)、石英粉等。优选的可选、另外的填料是滑石。滑石可以是经涂覆的、经表面处理的或未处理的。多种经处理的滑石是商业可获得的,例如,由MineralTechnologies,Inc商业可获得。
在该方法的一个实施方式中,填料是氧化钙。在另一个实施方式中,填料是滑石和氧化钙的组合。在这个和其他实施方式中,滑石和氧化钙是单独的组分,当组合时形成组合物。在一个实施方式中,存在按重量计约0.01%至约2.5%的填料,其中,填料是氧化钙和滑石的组合。在这个和其他实施方式中,滑石和氧化钙是单独的组分。在一个实施方式中,组合物包含约0.05wt%至约2.5wt%的氧化钙和1.5wt%至3wt%的滑石。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含约0.15wt%的氧化钙和约2.85wt%的滑石。
玻璃纤维
除了聚酯、溴化阻燃化合物、锑阻燃化合物和填料,组合物还可选地包含玻璃纤维。玻璃纤维可以由E玻璃或碱金属硅酸盐玻璃组成,并且可以包括圆形横截面直径范围为约2×10-4至8×10-4英寸和长度为约0.2cm至2cm的短的、短切玻璃纤维。这种玻璃纤维可以由制造商提供,表面处理与组合物的聚合物组分(如硅氧烷或聚氨酯胶粘剂(sizing))相容。
在一个实施方式中,纤维是不具有表面处理的硼硅酸盐玻璃纤维(CAS登记号65997-17-3),由Chongqing Polycomp International Corp得到。当用于组合物中时,基于组合物的总重量,一般以按重量计约1%至50%,更优选地按重量计约5%至45%,以及更优选地20%至约40%,以及更优选地25wt%至约35wt%的水平包含玻璃纤维。
抗滴剂
除了聚酯、溴化阻燃化合物、锑化合物、玻璃纤维和填料,组合物可选地包含抗滴剂。术语“抗滴剂”是指增加聚碳酸酯的熔体强度,从而在加热至接近熔融时,降低树脂的滴落倾向的添加剂。合适的抗滴剂的实例包括PTFE类抗滴剂如PTFE在苯乙烯丙烯腈树脂中的1/1分散体、乳液类PTFE和蒸汽沉淀的PTFE。
以有效增加熔体强度以及减少滴落的量添加抗滴剂,例如,0.01wt%至2wt%范围内的聚四氟乙烯树脂是本领域熟知的。聚四氟乙烯树脂通常是精细的(细分的,finely-divided)固体,从而在暴露于机械剪切时,具有形成超细纤维的能力。
聚四氟乙烯是商业可获得的,通常是水性悬浮液。为了易于分散,优选的是将聚四氟乙烯树脂颗粒预分散在树脂基质中,如热塑性树脂中,例如欧洲专利申请号899303中教导的苯乙烯-丙烯腈树脂中。包封的聚四氟乙烯树脂颗粒通常具有约35微米至约70微米的粒径,约40微米至约65微米是优选的。通常以小于约0.1wt%,优选地小于或等于约0.075wt%,以及最优选地小于或等于约0.05wt%的量使用聚四氟乙烯树脂,各自都是基于聚碳酸酯的总重量。必须以在加热中有效防止组合物滴落的量,通常是大于或等于约0.025wt%的量使用氟化聚烯烃。
其他添加剂
本发明的组合物可以包含不影响前述的期望性质,但是增强其他有利的性质的添加剂,如抗氧化剂、阻燃剂、增强材料、着色剂、脱模剂、填料、成核剂、热稳定剂、润滑剂等。另外,也可以将添加剂(如抗氧化剂)和其他稳定剂,包括但不限于UV稳定剂(如苯并***)、颜料或它们的组合,添加至本发明的组合物中。添加剂可以以按重量计约0wt%至约50wt%之间的量存在。通常使用可以结合在组合物中的不同添加剂,并且其是本领域技术人员通常已知的。这种添加剂的示例性描述可以在R.Gachter和H.Muller,Plastics AdditivesHandbook,第6版,2009中找到。
方法
一方面,本发明提供降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量的方法,其包括将氧化钙或滑石与氧化钙的组合用作组合物中的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计30%至80%的聚酯;
(b)按重量计3%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计0.1%至5%的锑阻燃化合物;
(d)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的一个实施方式中,填料是氧化钙。
在另一个实施方式中,填料是滑石和氧化钙的组合。在这个和其他实施方式中,滑石和氧化钙是单独的组分。在其他实施方式中,滑石包含氧化钙。
在该方法的另一个实施方式中,聚酯是PET、PBT或它们的组合。
更具体地,聚酯是PBT。
在另一个具体的实施方式中,组合物包含以下PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 315由SABIC InnovativePlastics可获得);和按重量计60-62%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 195由SABIC Innovative Plastics可获得)的混合物。
在该方法的另一个实施方式中,溴化阻燃化合物选自由DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物、Br-PS和Br-PC或它们的组合组成的组。
在该方法的另一个实施方式中,锑阻燃化合物是三氧化二锑(Sb2O3)。
在另一个实施方式中,本发明提供降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量的方法,其包括将氧化钙或滑石与氧化钙的组合用作组合物中的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计65%至70%的聚酯;
(b)按重量计20%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计2%至4%的锑阻燃化合物;
(d)按重量计约2.5%至3.5%的包含滑石与氧化钙的组合的填料;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,本发明提供降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量的方法,其包括将滑石与氧化钙的组合用作组合物中的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计65%至70%的聚酯PBT;
(b)按重量计20%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计2%至4%的Sb2O3;
(d1)按重量计约2.75%至3.0%的滑石;和
(d2)按重量计约0.1%至约0.2%的氧化钙;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,本发明提供降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量的方法,其包括将滑石与氧化钙的组合用作组合物中的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计60-62%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计20%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计2%至4%的锑阻燃化合物;
(d)按重量计约2.5%至3.5%的包含滑石与氧化钙的组合的填料;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在一个具体的实施方式中,溴化阻燃化合物是Br-Pc。更具体地,该实施方式包含约26wt%至30wt%的Br-PC。
在该方法的另一个实施方式中,滑石和氧化钙的混合物包含约0.15wt%的氧化钙和约2.85wt%的滑石。
在另外具体的实施方式中,该实施方式进一步包含稳定剂。在一个具体的实施方式中,稳定剂是季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)(CAS登记号6683-19-8)。更具体地,该实施方式包含0.05wt%至约0.07wt%的稳定剂季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在另外具体的实施方式中,该组合物进一步包含脱模剂。在一个具体的实施方式中,脱模剂是低密度聚乙烯(LDPE)。
在该方法的另一个实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含约1.5wt%至约1.7wt%的Sb2O3。
在另一个实施方式中,该方法的组合物进一步包含按重量计0.01%至50%的玻璃纤维。
在另一个实施方式中,该方法的组合物进一步包含按重量计20至40的玻璃纤维。
在另一个实施方式中,该方法的组合物包含0.01wt%至2wt%的抗滴剂。
在另外的实施方式中,抗滴剂是聚四氟乙烯。
在另一个实施方式中,CTI是200V或更高。
在另一个实施方式中,该方法包括降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量,其包括使用包含滑石与氧化钙的组合的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9wt%至11wt%的溴化阻燃化合物,该溴化阻燃化合物选自由DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物、Br-PS和Br-PC或它们的组合组成的组;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.05-0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计约1.25-1.75%的滑石;并且其中,
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物中;
(iii)与包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物相比,以及与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个具体的实施方式中,组合物包含以下PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 315由SABIC InnovativePlastics可获得)和按重量计49%至52%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 195由SABIC Innovative Plastics可获得)的混合物。
在另一个实施方式中,该方法包括降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量,其包括使用包含滑石与氧化钙的组合的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9%至11%的苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.05-0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计约1.25-1.75%的滑石;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物中;
(iii)与包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物相比,以及与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,该方法包括降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量,其包括使用包含滑石与氧化钙的组合的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.05-0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计约1.25-1.75%的滑石;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物中;
(iii)与包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物相比,以及与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另外具体的实施方式中,该实施方式进一步包含稳定剂。在一个具体的实施方式中,稳定剂是季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)(CAS登记号6683-19-8)。更具体地,该实施方式包含0.05wt%至约0.07wt%的稳定剂季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在另外具体的实施方式中,该实施方式进一步包含脱模剂。在一个具体的实施方式中,脱模剂是LDPE。更具体地,该实施方式包含0.1wt%至约0.3wt%的脱模剂LDPE。
在另一个实施方式中,该方法包括降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量,其包括使用包含滑石与氧化钙的组合的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.05-0.15%的氧化钙;
(e2)按重量计约1.25-1.75%的滑石;
(g)约0.1wt%至约0.3wt%的脱模剂;
(h)约0.05wt%至约0.07wt%的稳定剂;并且其中,
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物中;
(iii)与包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物相比,以及与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,该方法包括降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量,其包括使用包含滑石与氧化钙的组合的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.05-0.15%的氧化钙;
(e2)按重量计约1.25-1.75%的滑石;
(g)约0.1wt%至约0.3wt%的脱模剂;
(h)约0.05wt%至约0.07wt%的稳定剂;并且其中,
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物中;
(iii)与包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物相比,以及与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计45%至65%的聚酯;
(b)按重量计7%至13%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1%至3%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至45%的玻璃纤维;
(e)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计45%至65%的聚酯PBT或PET或它们的混合物;
(b)按重量计7%至13%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1%至3%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至45%的玻璃纤维;
(e)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计45%至65%的PBT;
(b)按重量计7%至13%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1%至3%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至45%的玻璃纤维;
(e)按重量计0.01至5%的包含氧化钙的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至35%的玻璃纤维;和
(e)按重量计0.01%至5%的包含滑石与氧化钙的组合的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物TBBPA碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至35%的玻璃纤维;和
(e)按重量计1.5至2.5%的包含氧化钙的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物TBBPA碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至35%的玻璃纤维;
(e1)0.05%至0.15%的氧化钙;
(e2)按重量计1%至2%的滑石;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计0.05%至0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计1%至2%的滑石;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,方法包括降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量,其包括使用包含滑石与氧化钙的组合的填料,其中,该组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计约2.85%的滑石;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;并且其中,
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)、(d)和(f)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)、(d)和(f)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
组合物
一方面,本发明涉及阻燃组合物,包含:
(a)按重量计30%至80%的聚酯;
(b)按重量计3%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计0.1%至5%的锑阻燃化合物;
(d)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在一个实施方式中,填料是氧化钙。
在另一个实施方式中,填料是滑石和氧化钙的组合。在这个和其他实施方式中,滑石和氧化钙是单独的组分。在其他实施方式中,滑石包含氧化钙。
在另一个实施方式中,聚酯是PET、PBT或它们的组合。
在另一个实施方式中,聚酯是PBT。
在另一个具体的实施方式中,组合物包含PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT315由SABIC InnovativePlastics可获得);和按重量计60-62%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT 195由SABIC Innovative Plastics可获得)的混合物。
在另一个实施方式中,溴化阻燃化合物选自由DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物、Br-PS和Br-PC或它们的组合组成的组。
在另一个实施方式中,锑阻燃化合物是锑氧化物。
在另一个实施方式中,本发明提供阻燃组合物,包含:
(a)按重量计65%至70%的聚酯;
(b)按重量计20%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计2%至4%的锑阻燃化合物;
(d)按重量计约2.5%至3.5%的包含滑石与氧化钙的组合的填料;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,本发明提供阻燃组合物,包含:
(a)按重量计60-62%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计20%至30%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计2%至4%的Sb2O3;
(d1)按重量计约2.75%至3.0%的滑石;和
(d2)按重量计约0.1至约0.2%的氧化钙;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于包含(a)、(b)、(c)和(d)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)但不包含(d)的组合物的CTI相比,包含(a)、(b)、(c)和(d)的对应组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在一个具体的实施方式中,溴化阻燃化合物是Br-Pc。更具体地,该实施方式包含约26wt%至30wt%的Br-PC。
在一个具体的实施方式中,滑石和氧化钙的混合物包含约0.15wt%的氧化钙和约2.85wt%的滑石。
在另外具体的实施方式中,组合物包含稳定剂。在一个具体的实施方式中,稳定剂是季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)(CAS登记号6683-19-8)。更具体地,该实施方式包含0.05wt%至约0.07wt%的稳定剂季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在另外具体的实施方式中,该实施方式进一步包含脱模剂。在一个具体的实施方式中,脱模剂是LDPE。更具体地,该实施方式包含0.1wt%至约0.3wt%的脱模剂LDPE。
在另一个实施方式中,组合物进一步包含按重量计0.01至50的玻璃纤维。
在另一个实施方式中,组合物进一步包含按重量计20至40的玻璃纤维。
在另一个实施方式中,组合物包含0.01wt%至2wt%的抗滴剂。
在另外的实施方式中,抗滴剂是聚四氟乙烯。
在另一个实施方式中,CTI是200V或更高。
在另一个实施方式中,本发明提供阻燃组合物,包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9%至11%的苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.05-0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计约1.25-1.75%的滑石;并且其中:
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物中;
(iii)与包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物相比,以及与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个具体的实施方式中,组合物包含PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT315由SABIC InnovativePlastics可获得)和按重量计49%至52%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT195由SABIC Innovative Plastics可获得)的混合物。
在另外具体的实施方式中,该实施方式进一步包含稳定剂。在一个具体的实施方式中,稳定剂是季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)(CAS登记号6683-19-8)。更具体地,该实施方式包含0.05wt%至约0.07wt%的稳定剂季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在另外具体的实施方式中,该实施方式进一步包含脱模剂。在一个具体的实施方式中,脱模剂是LDPE。更具体地,该实施方式包含0.1wt%至约0.3wt%的脱模剂LDPE。
在另一个实施方式中,本发明提供阻燃组合物,包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.05-0.15%的氧化钙;
(e2)按重量计约1.25-1.75%的滑石;
(g)约0.1wt%至约0.3wt%的脱模剂;
(h)约0.05wt%至约0.07wt%的稳定剂;并且其中,
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物中;
(iii)与包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)和(e2)的组合物相比,以及与不包含组分(a)、(b)、(c)和(d)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计45%至65%的聚酯;
(b)按重量计7%至13%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1%至3%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至45%的玻璃纤维;
(e)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计45%至65%的聚酯PBT或PET或它们的混合物;
(b)按重量计7%至13%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1%至3%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至45%的玻璃纤维;
(e)按重量计0.01%至5%的包含氧化钙或滑石与氧化钙的组合的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在该方法的另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计45%至65%的PBT;
(b)按重量计7%至13%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1%至3%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至45%的玻璃纤维;
(e)按重量计0.01至5%的包含氧化钙的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至35%的玻璃纤维;和
(e)按重量计0.01%至5%的包含滑石与氧化钙的组合的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个具体的实施方式中,组合物包含PBT,其是包含6%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT315由SABIC InnovativePlastics可获得);和按重量计49%至52%具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT(作为PBT195由SABIC Innovative Plastics可获得)的混合物。
在另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物TBBPA碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至35%的玻璃纤维;和
(e)按重量计1.5至2.5%的包含氧化钙的填料;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物TBBPA碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计25%至35%的玻璃纤维;
(e1)0.05%至0.15%的氧化钙;
(e2)按重量计1%至2%的滑石;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物;
(c)按重量计1.5%至2%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计0.05%至0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计1%至2%的滑石;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含约1.5wt%至约1.7wt%的Sb2O3。
在另一个实施方式中,组合物包含:
(a)按重量计49%至52%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的0.66cm3/g固有粘度的PBT和按重量计6%的具有在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量的1.2cm3/g固有粘度的PBT;
(b)按重量计9%至11%的溴化阻燃化合物DBDPE、TBBPA碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的TBBPA、Br-丙烯酸酯、Br-环氧化物和Br-PS或它们的组合;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计约0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计约2.85%的滑石;和
(f)按重量计0.01%至2%的抗滴剂;并且其中,
(i)组合物符合或超过UL94-V2的要求;以及
(ii)与不包含组分(a)、(b)、(c)、(d)和(f)的组合物相比,较少的Sb2O3存在于包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物中;
(iii)与包含组分(a)、(b)、(c)、(d)和(f)的组合物相比,包含(a)、(b)、(c)、(d)、(e1)、(e2)和(f)的组合物的相比漏电起痕指数(CTI)与对应组合物的CTI相同或大于对应组合物的CTI;
并且其中,重量百分数是基于组合物的总重量。
在另一个实施方式中,本发明涉及由本文描述的任何组合物制备的制品。
以下的实施例示出了本发明的范围。提供以下的实施例和制剂以使本领域技术人员能够更清楚地理解并实施本发明。它们不应被认为限制本发明的范围,而仅作为它们的示例性说明和表示。
实施例
本发明的组合物的实施例(在下文中被注释为“EX”)和它们的比较例(在下文中被注释为“CE”)采用表1中列出的材料。除非另有说明,否则在实施例中采用的所有重量百分数是基于全部组合物的重量百分数。
表1
测试
用于表征本发明的组合物以及比较例的测试总结在以下表2中。
表2
标准 | 测试条件 | |
熔体体积速率(MVR) | ASTM D 1238 | 250℃,5Kg |
单轴向拉伸测试 | ASTM D 638 | 5mm/min |
缺口悬臂梁冲击(NII) | ASTM D 256 | 5lbf,23℃,3.2mm |
维卡软化温度(VIC) | ASTM D 1525 | 50N,120℃/h |
根据UL 94规则进行可燃性测试。以特定的厚度计算总的燃尽时间(flame-out-time)。表3示出在UL94标准下V0、V1和V2的准则。对于符合V-2的样品,垂直试样上燃烧在30秒内停止;允许燃烧颗粒滴落。对于符合V-1的样品,垂直试样上燃烧在30秒内停止;允许颗粒滴落,只要它们不被引燃。对于符合V-0的样品,垂直试样上燃烧在10秒内停止;允许颗粒滴落,只要它们不被引燃。
表3.在UL94方案下材料的FR VX分类
混合和模制
在以下描述了通常的混合和模制步骤。
预共混除玻璃纤维之外的所有配料,然后使用双螺杆挤出机挤出。通常的挤出条件列于表4中。
表4.FR聚碳酸酯树脂的混合条件
参数 |
模口 | mm | 4 |
区1温度 | ℃ | 100 |
区2温度 | ℃ | 200 |
区3温度 | ℃ | 240 |
区4温度 | ℃ | 240 |
区5温度 | ℃ | 240 |
区6温度 | ℃ | 240 |
区7温度 | ℃ | 250 |
区8温度 | ℃ | 250 |
区9温度 | ℃ | 260 |
模口温度 | ℃ | 265 |
螺杆速度 | rpm | 200 |
通量 | kg/hr | 60 |
将挤出的粒料模制成不同的形状,用于机械测试。表5示出通常的模制条件。
表5.FR PBT树脂的模制条件
参数 | ||
Cnd:预干燥时间 | 小时 | 4 |
Cnd:预干燥温度 | ℃ | 120 |
漏斗温度 | ℃ | 50 |
区1温度 | ℃ | 250 |
区2温度 | ℃ | 250 |
区3温度 | ℃ | 250 |
喷嘴温度 | ℃ | 250 |
模具温度 | ℃ | 50 |
螺杆速度 | rpm | 100 |
背压 | 50 | |
成型机 | 无 | Faunc |
模制形式(***) | 无 | ASTM |
结果
评估PBT组合物的范围。在表6中,苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物(BC-52)被用作溴化阻燃化合物,以及锑氧化物、氧化钙和滑石的量不同。在比较例1(CEX1,“对照”)中,没有氧化钙或滑石存在于组合物中。在CEX2中,没有氧化钙存在于组合物中。
在EX3-6中,存在不同量的氧化钙和滑石,并且锑氧化物的量从3.3wt%降低至1.32wt%(少60%的Sb2O3)。EX3-6至CEX1或CEX2的机械性质是可比较的。与CEX1相比,CTI或者保持相同或者改善。由于0.1/1.55wt%的氧化钙/滑石共混物具有最佳的FR性能,所以EX6没有滴落,并且稳定地实现在0.8mm的V0。
在EX7-11中,氧化钙以不同的量存在于组合物中,但是不存在滑石。在EX7-11中,锑氧化物的量从3.3wt%降低至1.32wt%(少60%的Sb2O3)。EX7-11至CEX1或CEX2的机械性质是可比较的。与CEX1相比,CTI或者保持相同或者改善。与CEX1相比,EX7-11的CTI没有降低。由于2wt%的氧化钙含量具有最佳的阻燃性能,所以EX7没有滴落,并且稳定地实现在0.8mm的V0。
因此,在不损失由该方法提供的阻燃性或CTI性能的情况下,可以降低配制品中的Sb2O3的量。
表6.在BC-52体系中不同的替换百分比
如之前指出的,基于近来的文章“Studies on the Preparation and Propertiesof Flame-retardant Reinforced PBT with High Comparative Tracking Index”(http://www.engpapers.com/107180.html,最终既定于2012年9月13日),这些结果是出人意料的并且没有预料到的。简单来说,如表6中总结的,本发明人发现通过添加氧化钙或氧化钙/滑石至配制品中,可以降低使用的锑氧化物的量。在该文章的情况中,与不含氧化钙的配制品相比,在包含PBT、玻璃纤维、锑氧化物和氯化阻燃剂得克隆(Dechlorane Plus)(DRCP;1,2,3,4,7,8,9,10,13,13,14,14-十二氯-1,4,4a,5,6,6a,7,10,10a,11,12,12a十二氢-1,4,7,10-二甲氧基二苯并[a,e]环辛烯;CAS 13560-89-9)的配制品中氧化钙的存在使阻燃性方面的性能降低。
此外,本发明人还发现添加氧化钙或氧化钙/滑石改善CTI并且也改善或保持阻燃性,而该文章报告了改善CTI但是降低阻燃性能。
如对CEX1和EX6进行的湿度老化测试的结果反映的,添加氧化钙和滑石(两者都是碱性性质)至组合物中有效中和存在于组合物中的溴/锑混合物的酸度,改善得到的聚酯的水稳定性。测试在95℃和90%湿度下进行3周。表7中提供的结果示出,与CEX1相比,EX6具有改善的拉伸强度和拉伸伸长值,而拉伸模量和缺口悬臂梁值(N-Izod value)大致相同。这也可以是CEX6和EX11通过可燃性测试的原因。怀疑阻燃性测试中由Br/Sb生成的酸使火焰的PBT分解,其可以容易地导致滴落。因此,用氧化钙/滑石部分中和有助于防止滴落。
表7
也评估了包含可代替的溴化阻燃化合物的组合物。测试的溴化阻燃化合物包括2,4,6-三溴苯基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物(BC-58)、十溴二苯乙烷(DBDPE)、聚(丙烯酸五溴苄酯)(Br-丙烯酸酯)、四溴双酚A-四溴双酚A二缩水甘油醚(Br-环氧化物)和溴化聚苯乙烯(Br-PS)。
关于每种成分(参见EX3),除了用其他溴化化合物中的一种代替BC-52,使用与表6中相同的配方,保持总溴含量的重量百分数恒定。此外,Sb2O3被氧化钙/滑石替换的百分数固定在50%。表8中总结的结果与表6中描述的BC-52体系的那些相似。当添加氧化钙/滑石至组合物中以及降低锑氧化物的量时,CTI和阻燃性是可比较的或更好。测量的其他性能保持大致相同。
表8
表9总结了当玻璃纤维不存在于组合物中时的结果。与表6的配制品不同,抗滴剂存在于表9的配制品中。在CEX12中,没有氧化钙或滑石存在于组合物中。在较早的实施例中,在EX13中,当将滑石/氧化钙添加至组合物以及降低Sb2O3的量时,CTI改善。也发现EX13符合UL-94V0。
表9.不包含玻璃的体系中的替换试验
CEX12 | EX13 | |
聚酯I | 67.64 | 67.64 |
Br-PC | 26 | 26 |
PTFE | 0.1 | 0.1 |
稳定剂 | 0.06 | 0.06 |
脱模剂 | 0.2 | 0.2 |
6 | 3 | |
滑石 | 0 | 2.85 |
CaO | 0 | 0.15 |
17 | 16 | |
Tens-M(GPa) | 2.6 | 2.7 |
Tens-S(MPa) | 41 | 51 |
Tens-E(%) | 11 | 10 |
HDT(1.82MPa,3.2mm) | 67 | 69 |
悬臂梁缺口(J/m) | 46 | 47 |
CTI(V) | 175 | 200 |
FR 0.8mm(UL) | V0 | V0 |
为了清楚和理解起见,已经通过图表和实例的方式以详细描述了上述发明。通过参考不同的具体实施方式和技术已经描述了本发明。应当理解,在本发明的精神和范围内可以做出许多变化和改变。可以在所附权利要求的范围内作出变化和改变对本领域的技术人员是显而易见的。以上描述旨在说明而非限制。因此,本发明的范围不应当通过参考以上描述确定,而是应通过所附权利要求和这些权利要求所赋予权利的等价物的全部范围确定。
Claims (10)
1.一种降低阻燃组合物中的锑阻燃化合物的量的方法,所述方法包括将滑石与氧化钙的组合用作所述组合物中的填料,其中,所述组合物包含:
(a)按重量计30%至80%的聚酯;
(b)按重量计3%至30%的溴化阻燃化合物,所述溴化阻燃化合物选自由以下组成的组:苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物、溴化聚碳酸酯和它们的组合,所述溴化聚碳酸酯是包含双酚A和四溴双酚A单元、按重量计24-29%的溴的共聚物;
(c)按重量计0.1%至5%的锑阻燃化合物;以及
(d)按重量计0.01%至5%的填料,所述填料包含滑石与氧化钙的组合;并且
其中:
(i)所述组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含(a)、(b)、(c)但不包含(d)的对应组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于所述组合物中;并且
(iii)与包含(a)、(b)、(c)但不包含(d)的对应组合物的CTI相比,所述组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;以及
其中,按重量计的百分数值是基于所述组合物的总重量。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述锑阻燃化合物是锑氧化物。
4.根据权利要求1所述的方法,所述方法包括将滑石与氧化钙的组合用作所述组合物中的填料,其中,所述组合物包含:
(a)按重量计65%至70%的所述聚酯;
(b)按重量计20%至30%的所述溴化阻燃化合物;
(c)按重量计2%至4%的所述锑阻燃化合物;以及
(d)按重量计2.5%至3.5%的所述填料。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述组合物包含:
(a)按重量计55%至57%的聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯;
(b)按重量计9%至11%的苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物;
(c)按重量计1.5%至1.7%的Sb2O3;
(d)按重量计28%至32%的玻璃纤维;
(e1)按重量计0.05%至0.15%的氧化钙;和
(e2)按重量计1.25%至1.75%的滑石;并且
其中:
(i)与包含(a)、(b)、(c)、(d)但不包含(e1)或(e2)的对应组合物相比,较少的Sb2O3存在于所述组合物中;并且
(ii)相对于包含(a)、(b)、(c)、(d)但不包含(e1)或(e2)的对应组合物的CTI,所述组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大。
6.一种阻燃组合物,包含:
(a)按重量计30%至80%的聚酯;
(b)按重量计3%至30%的溴化阻燃化合物,所述溴化阻燃化合物选自由以下组成的组:苯氧基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物、2,4,6-三溴苯基封端的四溴双酚A碳酸酯低聚物、溴化聚碳酸酯和它们的组合,所述溴化聚碳酸酯是包含双酚A和四溴双酚A单元、按重量计24-29%的溴的共聚物;
(c)按重量计0.1%至5%的锑阻燃化合物;以及
(d)按重量计0.01%至5%的填料,所述填料包含滑石与氧化钙的组合;并且
其中:
(i)所述组合物符合或超过UL94-V2的要求;
(ii)与包含(a)、(b)、(c)但不包含(d)的对应组合物相比,更少的锑阻燃化合物存在于所述组合物中;并且
(iii)与包含(a)、(b)、(c)但不包含(d)的对应组合物的CTI相比,所述组合物的相比漏电起痕指数(CTI)相同或较大;并且
其中,按重量计的百分数值是基于所述组合物的总重量。
7.根据权利要求6所述的阻燃组合物,其中,所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯或它们的组合。
8.根据权利要求6所述的阻燃组合物,其中,所述锑阻燃化合物是锑氧化物。
9.根据权利要求8所述的阻燃组合物,包括将滑石与氧化钙的组合用作所述组合物中的填料,其中,所述组合物包含:
(a)按重量计65%至70%的所述聚酯;
(b)按重量计20%至30%的所述溴化阻燃化合物;
(c)按重量计2%至4%的所述锑阻燃化合物;以及
(d)按重量计2.5%至3.5%的所述填料。
10.一种由权利要求8所述的组合物制备的制品。
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