无卤阻燃聚合物制造技术

无卤单体聚合进入阻燃聚合物之内、以及提供制备该单体以及聚合物方法。在最简单方面中，提供新型的阻燃剂单体组合物，其可以包含a)衍生自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或者苯乙烯之一的基团，b)多磷酸酯组成部分，以及c)胺类物质。在阻燃剂单体组合物中，烯属不饱和单体(a)直接或者通过连接基团共价键合至b)该多磷酸酯组成部分，形成前体单体单元。胺类物质c)与前体单体单元络合。该聚合物可以是单体组合物的均聚物，或者可以是该单体组合物的共聚物，该单体组合物具有不同a)、b)以及c)。在一种实施方案中，该聚合物可以另外包含烯属不饱和单体，其不共价键合至多磷酸酯组成部分和/或可以用诸如间苯二酚之类的交联剂交联。

Halogen free flame retardant polymer

【技术实现步骤摘要】
无卤阻燃聚合物
技术介绍
本申请是中国专利申请201480035742.6的分案申请。本专利技术所公开的技术涉及无卤素阻燃组合物，其包含与氮络合的磷，并且通过诸如间苯二酚之类的交联剂交联。卤素，也就是氟、氯、溴以及碘可被用于阻燃剂组合物。然而，含卤素有机化合物一旦燃烧就会产生有毒物质、比如二噁英以及二呋喃(difuran)。有机卤素还可能在人体中长久积聚以及引起荷尔蒙问题。此外，已知氟、氯以及尤其溴会致使臭氧严重损耗。由于此原因,使用卤素,不论作为阻燃剂还是就其它应用而言,越来越被管制。因此，需要无卤阻燃剂。获得阻燃组合物的一种方法是在该组合物中包括磷。例如,1994年1月25日颁发给Chatelin等人的美国专利US5,281,239公开将通式的磷酸乙烯基酯接枝纤维材料的方法：其中教导的酯接枝率小于或等于20％。相似地，2010年10月14日公开的Sugiyama等人的公开号US2010/0261862美国专利申请，教导将含磷化合物连同胺化合物一起接枝在纤维素纤维上。该方法依赖辐照该纤维以产生自由基，该含磷化合物可以连接至自由基。2007年7月19日公开的Toshio的日本专利申请JP2007182652A,公开了包含有机磷基阻燃剂以及氮类型阻燃剂的混合物的阻燃剂添加剂。相似地，中国专利申请CN102071032教导含磷以及含氮的阻燃剂的组合中的用途。这些公开仅教导包含三元磷酸的化合物以及没有教导聚合该化合物。2010年11月9日颁发给Ahn等人的美国专利US7,829,629公开聚合物组合物，其包含橡胶改性乙烯基树脂、聚苯醚树脂、环状磷酸烷基酯化合物、以及芳族磷酸酯。相似地，2007年8月23日公开的Cottrell等人的公开号为US2007/0192966的美国专利申请,公开含磷聚合物阻燃剂包含10-100重量％的含磷单体衍生单元。上述参考文献没有一篇公开其中单体与胺类物质络合的聚合物。这些聚合物会是强酸性的并破坏各种基材，因而运输存在问题。一些非卤化阻燃聚合物存在的其它问题是如果以及当表面接触水时，则在表面之上无法保留涂布物。例如，一些表面常常接触、或者容易接触自来水。如果自来水洗刷掉该阻燃涂层，则该表面会丧失它的阻燃性。对于新型非卤化阻燃剂、以及尤其是比较不容易被水洗刷掉的非卤化阻燃聚合物存在需求。
技术实现思路
专利技术人已经发现新型的阻燃剂(FR)单体,其可以聚合成为新型的非卤化阻燃聚合物。因此，在本专利技术最简单方面中，提供新型的阻燃剂单体组合物。该新型的阻燃剂单体组合物可以包含a)衍生自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或者乙烯基苯之一的基团，b)多磷酸酯组成部分，以及c)胺类物质。在该新型的阻燃剂单体组合物中，(a)的烯属不饱和单体直接或者通过连接基团共价键合至b)的多磷酸酯组成部分，从而形成前体单体单元。此外，c)的胺类物质与前体单体单元中b)的共价键合的多磷酸酯组成部分络合。此外，该组合物可以用诸如间苯二酚之类的交联剂交联。在一种实施方案中，该新型阻燃剂单体组合物可以通过使该前体单体单元与胺类物质反应而制备。在本专利技术的另一方面中，提供一种阻燃聚合物。该阻燃聚合物可以是阻燃剂单体单元的均聚物，阻燃剂单体单元等于、即衍生于该新型阻燃剂单体组合物、或者可以是单体单元的共聚物，该单体单元等于具有不同a)、b)以及c)的该新型阻燃剂单体组合物。在一种实施方案中，该阻燃聚合物可以另外包含等于烯属不饱和单体的单体单元，其不共价键合至多磷酸酯组成部分。在上述实施方案中,在该聚合物中至少20％单体是等于本专利技术最简单方面的新型阻燃剂单体组合物单体单元,以及在该聚合物中0.1％至约80％单体可以是等于烯属不饱和单体的单体单元，其不共价键合至多磷酸酯组成部分。上述共聚物可以包含至少1wt.％的P以及数均分子量(Mn)为至少约1000g/摩尔。在本专利技术另一实施方案中,在该阻燃聚合物中至少90％单体可以包含等于不共价键合至多磷酸酯组成部分的烯属不饱和单体的单体单元与等于本专利技术最简单方面的新型阻燃剂单体组合物的单体单元的组合。在本专利技术的一个方面中,阻燃聚合物可以由几个途径制备。在一种实施方案中，最简单方面的新型阻燃剂单体组合物可以自由基聚合以形成阻燃聚合物。在另一个实施方案中，该阻燃聚合物可以使该前体单体单元自由基聚合以及随后使该聚合产物与该胺类物质反应而制备。在该方法任一实施方案中，在该自由基聚合内可以包括不共价键合至多磷酸酯组成部分的烯属不饱和单体单元。在本专利技术另一方面中提供阻燃剂组合物。该阻燃剂组合物可以包含该阻燃聚合物连同其它的添加剂。尤其是，可以在该阻燃剂组合物中连同该阻燃聚合物一起掺混诸如阻燃剂添加剂之类的添加剂及其它聚合物。此外提供提高无卤阻燃聚合物耐自来水洗涤能力的方法，该方法包括用交联剂制备无卤阻燃聚合物。此外，提供在与水接触或者可与水接触表面之上保持阻燃性的方法，包含为该表面施加本申请公开的聚合物组合物，该组合物包括交联剂。本专利技术还涉及如下实施方案：1.阻燃剂单体组合物，其包含：a)衍生自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或者乙烯基苯之一的基团，b)多磷酸酯组成部分，c)胺类物质，以及d)交联剂；其中a)直接或者通过连接基团共价键合至b)从而形成前体单体单元，以及其中c)与前体单体单元中b)的共价键合的多磷酸酯组成部分络合。2.实施方案1的组合物,其中多磷酸酯组成部分衍生自式-R3X-[P(＝O)(OR5)O-]nR4或-R3-P(＝O)(OR4)(OR5)的多磷酸酯或单膦酸酯化合物，其中：n为约1至约10，X为O或NH，R3为具有取代至多20个碳原子的氧和/或氮原子的C0-C50烃基连接基团，R4为H或M+，R5为H或M+，和M+为选自元素周期表的I族和II族的元素或铵的抗衡离子。3.前述实施方案任一项的组合物,其中该多磷酸酯组成部分是单磷酸羧乙基酯，单膦酸羧乙基酯，单磷酸碳酰胺乙基酯，单膦酸碳酰胺乙基酯，单磷酸苯乙酯，或单膦酸苯乙酯、或者其混合物。4.前述实施方案任一项的组合物,其中该前体单体单元选自2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯单磷酸酯，双(2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯双磷酸酯，聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯单磷酸酯，聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯单磷酸酯，甲基丙烯酰氨基乙基膦酸，乙烯基苯膦酸、乙烯基膦酸和异丙烯基膦酸。5.前述实施方案任一项的组合物,其中胺类物质的分子量为约16-3000g/摩尔。6.前述实施方案任一项的组合物,其中该胺类物质衍生于双氰胺、烷基胺或者胍。7.前述实施方案任一项的组合物,其中该阻燃剂单体组合物是与脒基脲络合的甲基丙烯酸2-(膦酰基氧基)乙酯或者与脒基脲络合的(2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基)膦酸。8.前述实施方案任一项的组合物,其中该交联剂是间苯二酚、儿茶酚、烷基化二羟基苯、或者其混合物。9.阻燃聚合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.阻燃剂单体组合物，其包含：/na)衍生自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或者乙烯基苯之一的基团，/nb)多磷酸酯组成部分，/nc)脒基脲，以及/nd)交联剂，其中该交联剂是间苯二酚、儿茶酚、烷基化二羟基苯、或者其混合物；/n其中a)直接或者通过连接基团共价键合至b)从而形成前体单体单元，以及/n其中c)与前体单体单元中b)的共价键合的多磷酸酯组成部分络合。/n

【技术特征摘要】
20130528 US 61/827,8231.阻燃剂单体组合物，其包含：
a)衍生自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或者乙烯基苯之一的基团，
b)多磷酸酯组成部分，
c)脒基脲，以及
d)交联剂，其中该交联剂是间苯二酚、儿茶酚、烷基化二羟基苯、或者其混合物；
其中a)直接或者通过连接基团共价键合至b)从而形成前体单体单元，以及
其中c)与前体单体单元中b)的共价键合的多磷酸酯组成部分络合。


2.权利要求1的组合物,其中多磷酸酯组成部分衍生自式-R3X-[P(＝O)(OR5)O-]nR4或-R3-P(＝O)(OR4)(OR5)的多磷酸酯或单膦酸酯化合物，其中：
n为1至10，
X为O或NH，
R3为具有取代至多20个碳原子的氧和/或氮原子的C0-C50烃基连接基团，
R4为H或M+，
R5为H或M+，和
M+为选自元素周期表的I族和II族的元素或铵的抗衡离子。


3.权利要求1的组合物,其中该多磷酸酯组成部分是单磷酸羧乙基酯，单膦酸羧乙基酯，单磷酸碳酰胺乙基酯，单膦酸碳酰胺乙基酯，单磷酸苯乙酯，或单膦酸苯乙酯、或者其混合物。


4.权利要求1的组合物,其中该前体单体单元选自2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯单磷酸酯，双(2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯双磷酸酯，聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯单磷酸酯，聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯单磷酸酯，甲基丙烯酰氨基乙基膦酸，乙烯基苯膦酸、乙烯基膦酸和异丙烯基膦酸。


5.权利要求1的组合物,其中胺类物质的分子量为16-3000g/摩尔。


6.权利要求1的组合物,其中该胺类物质衍生于双氰胺、烷基胺或者胍。


7.权利要求1的组合物,其中该阻燃剂单体组合物是与脒基脲络合的甲基丙烯酸2-(膦酰基氧基)乙酯或者与脒基脲络合的(2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基)膦酸。


8.阻燃聚合物，包含等同于阻燃剂单体组合物的单体单元，该阻燃剂单体组合物包含(a)衍生自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或者乙烯基苯之一的基团，(b)多磷酸酯组成部分，和(c)脒基脲，其中a...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·TY·赖，T·周，
申请(专利权)人：路博润高级材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US