專利名稱：樹脂阻燃組合物及方法
樹脂阻燃組合物及方法背景本發(fā)明涉及包含鏈烯基芳族樹脂和淀粉的樹脂阻燃組合物。包含鏈烯基芳族樹脂(如苯乙烯類樹脂)的樹脂阻燃組合物，通常包含含鹵素的阻燃添加劑。為使環(huán)境、健康和安全(EHS)問題最小化，對于開發(fā)包含非鹵素阻燃添加劑的阻燃鏈烯基芳族樹脂組合物存在很大的市場需要。這樣的組合物被稱為是對生態(tài)環(huán)境友好的阻燃組合物。通常，尚不能夠發(fā)展具有所需可燃性等級同時保持良好的機械性能及期望加工特性的不包含含鹵素添加劑的阻燃鏈烯基芳族樹脂組合物。因此，需要具有適宜阻燃性能的對生態(tài)環(huán)境友好的阻燃鏈烯基芳族樹脂組合物，所述組合物還具有機械性能之間的有吸引力的平衡。簡述本發(fā)明發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境友好的鏈烯基芳族樹脂阻燃組合物，所述組合物具有與機械性能的有吸引力的平衡相結(jié)合的阻燃性能。由本發(fā)明組合物制成的制品根據(jù) UL-94規(guī)程測定通常表現(xiàn)出V-I或更好的燃燒等級。所述制品可用于需要阻燃性的應(yīng)用，特別是在需要無鹵素(對生態(tài)環(huán)境友好的)組合物具有阻燃性的應(yīng)用。本發(fā)明使用成本有效的添加劑提供對生態(tài)環(huán)境友好的阻燃聚合物產(chǎn)品的獨特解決方案。在一種實施方式中，本發(fā)明包括樹脂阻燃組合物，所述組合物包含(i)40_66wt. % 的鏈烯基芳族樹脂，(ii)9-33wt. %的多磷酸銨和(iii)14-40wt. %的淀粉；其中所有重量基于組合物的總重量，并且其中多磷酸銨和淀粉存在的重量％比例有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-I燃燒等級的模塑制品。在另一種實施方式中，本發(fā)明包括樹脂阻燃組合物，所述組合物包含 (i)40-66wt. %的鏈烯基芳族樹脂，(ii)9-33wt. %的多磷酸銨，(iii) 14-40wt. %的淀粉， 和(iv)至少一種添加劑，其選自潤滑劑，流動促進劑，增塑劑，抗靜電劑，脫模劑，抗沖改性劑，穩(wěn)定劑，顏色穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)定劑，光穩(wěn)定劑，抗氧劑，抗滴落劑，紫外屏蔽劑，紫外吸收劑， 金屬硬脂酸鹽，輔助阻燃劑，橡膠添加劑，包括源自馬來酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元的輔助共聚物，及其混合物；其中多磷酸銨和淀粉存在的重量％比例為1 2至2 1， 有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-I燃燒等級的模塑制品。再在另一種實施方式中，本發(fā)明包括制備樹脂阻燃組合物的擠出方法，所述組合物包含(i)40-66wt. %的鏈烯基芳族樹脂，(ii)9-33wt. %的多磷酸銨，(iii) 14-40wt. %的淀粉，和(iv)至少一種添加劑，其選自潤滑劑，流動促進劑，增塑劑，抗靜電劑，脫模劑，抗沖改性劑，穩(wěn)定劑，顏色穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)定劑，光穩(wěn)定劑，抗氧劑，抗滴落劑，紫外屏蔽劑，紫外吸收劑，金屬硬脂酸鹽，輔助阻燃劑，橡膠添加劑，包括源自馬來酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元的輔助共聚物，及其混合物；其中多磷酸銨和淀粉存在的重量％比例為1 2至 2 1，有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-I燃燒等級的模塑制品，所述方法包括將至少一部分多磷酸銨在鏈烯基芳族樹脂和淀粉的下游加入到擠出機中的步驟。還披露了包含本發(fā)明組合物的制品。本發(fā)明各種其它的特征、方面、和優(yōu)勢通過以下描述和所附權(quán)利要求將變得更加明顯。
詳述在下面的說明書和所附的權(quán)利要求中，將參考被賦予以下含義的大量術(shù)語。除非文中明確指出，單數(shù)形式“一(個)”、“一(個)”和“這(個)”包括復(fù)數(shù)指示物。術(shù)語“單烯鍵式不飽和”表示每分子具有單個烯鍵式不飽和位點。術(shù)語“多烯鍵式不飽和”表示每分子具有兩個或更多個烯鍵式不飽和位點。術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”統(tǒng)指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；例如，術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯單體”統(tǒng)指丙烯酸酯單體和甲基丙烯酸酯單體。術(shù)語“(甲基)丙烯酰胺”統(tǒng)指丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。在本發(fā)明各種實施方式中所使用的術(shù)語“烷基”指直鏈的烷基、支化的烷基、芳烷基、環(huán)烷基、雙環(huán)烷基、三環(huán)烷基和多環(huán)烷基基團，所述基團包含碳原子和氫原子，并且任選地包含除碳原子和氫原子以外的原子，例如選自元素周期表15、16和17族的原子。烷基基團可以是飽和的或不飽和的，并且可以包括，例如，鏈烯基、乙烯基或烯丙基。術(shù)語“烷基” 還包括烷氧基的烷基部分。在各種實施方式中，正構(gòu)和支化的烷基基團是包含1 約32個碳原子的那些，并且包括作為示例性非限制性實例的C1-Q2烷基(任選地由一個或多個選自C1-C32烷基、C3-C15環(huán)烷基或芳基的基團取代)；C3-C15環(huán)烷基，任選地由一個或多個選自 C1-Q2烷基的基團取代。一些具體的示例性實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基和十二烷基。環(huán)烷基和雙環(huán)烷基基團的一些示例性的非限制性實例包括環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基、環(huán)庚基、雙環(huán)庚基和金剛烷基。在各種實施方式中，芳烷基基團是包含7個至大約14個碳原子的那些；這些包括但不限于芐基、苯基丁基、苯基丙基、和苯基乙基。在本發(fā)明各種實施方式中，所使用的術(shù)語“芳基”指包含6 20個環(huán)碳原子的取代或未取代的芳基基團。這些芳基基團的一些示例性非限制性實例包括C6-C^1芳基，其任選地由一個或多個基團取代，所述取代基團選自C1-C32烷基、C3-C15環(huán)烷基、芳基、和包含選自元素周期表15、16和17族原子的官能基團。芳基基團的一些具體的示例性實例包括取代或未取代的苯基、聯(lián)苯基、甲苯基、萘基和聯(lián)萘基。本發(fā)明實施方式中的組合物包含至少一種鏈烯基芳族樹脂。對于鏈烯基芳族樹脂不存在具體的限制，其在一些實施方式中可以包括一種或多種均聚物、共聚物、核-殼樹脂或橡膠改性樹脂。在一些具體的實施方式中，鏈烯基芳族樹脂包括至少一種具有得自苯乙烯的結(jié)構(gòu)單元的聚合材料。在其它具體的實施方式中，鏈烯基芳族樹脂選自聚苯乙烯、可發(fā)泡性聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABQ、橡膠改性聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯 (HIPS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、α -甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物、α -甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈共聚物、聚氯代苯乙烯、聚乙烯基甲苯等及其混合物。在一些實施方式中，本發(fā)明的組合物包含至少一種橡膠改性熱塑性樹脂，該樹脂包括分散于剛性熱塑性相中的彈性體不連續(xù)相，其中至少一部分的剛性熱塑性相接枝于彈性體相。橡膠改性熱塑性樹脂使用至少一種橡膠基質(zhì)來接枝。橡膠基質(zhì)構(gòu)成組合物的彈性體相。對于橡膠基質(zhì)沒有特別的限制，條件是其易于通過至少一部分的可接枝單體而接枝。在一些實施方式中，適宜的橡膠基質(zhì)包括丙烯酸丁酯橡膠、二甲基硅氧烷/丙烯酸丁酯橡膠、或有機硅/丙烯酸丁酯復(fù)合橡膠；聚烯烴橡膠，如二元乙丙橡膠或三元乙丙(EPDM)橡膠；二烯衍生橡膠；或硅橡膠聚合物，如聚甲基硅氧烷橡膠。橡膠基質(zhì)通常具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，Tg，在一種實施方式中小于或等于25°C，在另一種實施方式中低于約0°C，在另一種實施方式中低于約-20°C，并且在又一實施方式中低于約-30°C。如本申請所提到的，聚合物的Tg是通過差示掃描量熱法(DSC ；加熱速率20°C/分鐘，在拐點測得Tg值)所測定的聚合物的T值。在一種實施方式中，橡膠基質(zhì)包括具有得自一種或多種不飽和單體(選自共軛二烯單體和非共軛二烯單體)的結(jié)構(gòu)單元的聚合物。適宜的共軛二烯單體包括但不限于，1， 3- 丁二烯、異戊二烯、1，3-庚二烯、甲基-1，3-戊二烯、2，3- 二甲基丁二烯、2-乙基-1，3-戊二烯、1，3_己二烯、2，4_己二烯、二氯丁二烯、溴代丁二烯和二溴丁二烯以及共軛二烯單體的混合物。在具體的實施方式中，共軛二烯單體是1，3_ 丁二烯。適宜的非共軛二烯單體包括但不限于，亞乙基降冰片烯、二環(huán)戊二烯、己二烯和苯基降冰片烯。在一些實施方式中，橡膠基質(zhì)可以任選地包括得自較小量的其它不飽和單體的結(jié)構(gòu)單元，例如最高約30重量百分數(shù)(“wt. %")的結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu)單元得自一種或多種選自(C2-C8)烯烴單體、鏈烯基芳族單體和單烯鍵式不飽和腈單體的單體。如本申請所使用， 術(shù)語“(C2-C8)烯烴單體”表示每分子具有2 8個碳原子并且每分子具有單個烯鍵式不飽和位點的化合物。適宜的(C2-C8)烯烴單體包括，例如，乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、庚烯。 在其它具體的實施方式中，橡膠基質(zhì)可以任選地包含最高約25wt. %的得自一種或多種單體的結(jié)構(gòu)單元，所述單體選自(甲基)丙烯酸酯單體、鏈烯基芳族單體和單烯鍵式不飽和腈單體。適宜的可共聚(甲基)丙烯酸酯單體包括但不限于,C1-C12芳基或鹵代芳基取代的丙烯酸酯、C1-C12芳基或鹵代芳基取代的甲基丙烯酸酯、或其混合物；單烯鍵式不飽和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸；(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯、(甲基)丙烯酸羥基烷基酯、 (甲基)丙烯酸羥基(C1-C12)烷基酯，如甲基丙烯酸羥基乙基酯；(甲基)丙烯酸(C4-C12) 環(huán)烷基酯單體，如甲基丙烯酸環(huán)己基酯；(甲基)丙烯酰胺類單體，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺以及N-取代的丙烯酰胺或N-取代的甲基丙烯酰胺；馬來酰亞胺類單體，如馬來酰亞胺、 N-烷基馬來酰亞胺、N-芳基馬來酰亞胺、N-苯基馬來酰亞胺、和鹵代芳基取代的馬來酰亞胺；馬來酸酐；甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、和乙烯基酯類，如醋酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。 適宜的鏈烯基芳族單體包括但不限于乙烯基芳族單體，例如，苯乙烯和具有一個或多個連在芳環(huán)上的烷基、烷氧基、羥基或鹵素取代基團的取代苯乙烯(包括但不限于，α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、3，5-二乙基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯、4-異丙基苯乙烯、乙烯基甲苯、 α -甲基乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、三甲基苯乙烯、丁基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯代苯乙烯、α-氯代苯乙烯、二氯苯乙烯、四氯苯乙烯、溴代苯乙烯、α-溴代苯乙烯、二溴苯乙烯、 對羥基苯乙烯、對乙酰氧基苯乙烯、甲氧基苯乙烯)，和乙烯基取代的稠合芳環(huán)結(jié)構(gòu)(如乙烯基萘、乙烯基蒽)，以及乙烯基芳族單體和單烯鍵式不飽和腈單體(如丙烯腈、乙基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-溴代丙烯腈和α-氯代丙烯腈)的混合物。在芳環(huán)上具有取代基的混合物的取代苯乙烯也是適宜的。如本申請所用，術(shù)語“單烯鍵式不飽和腈單體”表示每分子包含單個腈基團和單個烯鍵式不飽和位點的無環(huán)化合物，包括但不限于丙烯腈，甲基丙烯腈，α-氯代丙烯腈等。在一種具體的實施方式中，彈性體相包含60 IOOwt. %的得自一種或多種共軛二烯單體的重復(fù)單元、和O 40wt. %的得自一種或多種選自鏈烯基芳族單體和單烯鍵式不飽和腈單體的單體的重復(fù)單元，所述彈性體如苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。在另一種具體的實施方式中，彈性體相包含70 90wt. %的得自一種或多種共軛二烯單體的重復(fù)單元、和30 IOwt. %的得自一種或多種選自鏈烯基芳族單體的單體的重復(fù)單元。在一種實施方式中，橡膠基質(zhì)在橡膠改性熱塑性樹脂中的存在量可以是約 5wt. % 約80wt. %，基于橡膠改性熱塑性樹脂的重量。在一種具體的實施方式中，橡膠基質(zhì)在橡膠改性熱塑性樹脂中的存在量可以是約IOwt. % 約25wt. %，基于橡膠改性熱塑性樹脂的重量。在另一種具體的實施方式中，橡膠基質(zhì)在橡膠改性熱塑性樹脂中的存在量可以是約55wt. % 約80wt. %，基于橡膠改性熱塑性樹脂的重量。對于橡膠基質(zhì)(為與接枝后的橡膠基質(zhì)區(qū)別，在本申請下文有時稱為初始橡膠基質(zhì))的粒度分布不存在具體限制。在一些實施方式中，初始橡膠基質(zhì)可以具有寬的基本上單峰粒度分布，其中粒子尺寸范圍是約50納米(nm) 約lOOOnm，并且更具體地粒子尺寸范圍是約200nm 約500nm。在其它的實施方式中，初始橡膠基質(zhì)的平均粒度可以小于約 lOOnm。再在其它的實施方式中，初始橡膠基質(zhì)的平均粒度可以在約80nm和約400nm之間的范圍內(nèi)。在其它實施方式中，初始橡膠基質(zhì)的平均粒度可以大于約400nm。再在其它實施方式中，初始橡膠基質(zhì)的平均粒度可以在約400nm和約750nm之間的范圍內(nèi)。再在其它的實施方式中，初始橡膠基質(zhì)包含粒子，所述粒子是具有至少兩種平均粒度分布的粒度的混合物。在一種具體的實施方式中，初始橡膠基質(zhì)包含粒度的混合物，每種的平均粒度分布在約SOnm和約750nm之間的范圍內(nèi)。再另一種具體的實施方式中，初始橡膠基質(zhì)包含粒度的混合物，一種的平均粒度分布在約80nm和約400nm之間的范圍內(nèi)；并且一種具有寬的基本上單峰的平均粒度分布。橡膠基質(zhì)可以根據(jù)已知方法制備，已知方法如，但不限于，本體方法、溶液方法、或乳液方法。在一種非限制性的實施方式中，在自由基引發(fā)劑(例如，偶氮腈引發(fā)劑、有機過氧化物引發(fā)劑、過硫酸鹽引發(fā)劑或氧化還原引發(fā)劑體系)存在時，以及任選地在鏈轉(zhuǎn)移劑 (例如，烷基硫醇)存在時，通過水乳液聚合制備橡膠基質(zhì)來形成橡膠基質(zhì)的粒子。橡膠改性熱塑性樹脂的剛性熱塑性樹脂相包含一種或多種熱塑性聚合物。在本發(fā)明的一種實施方式中，在橡膠基質(zhì)存在時，使單體聚合，由此形成剛性熱塑性相，至少一部分的所述剛性熱塑性相是化學(xué)接枝于彈性體相的?；瘜W(xué)接枝于橡膠基質(zhì)的這部分剛性熱塑性相有時在本申請下文中稱為接枝共聚物。在一些實施方式中，在聚合反應(yīng)中可以分別使用兩種或更多種不同的橡膠基質(zhì)(每種具有不同的平均粒度)來制備剛性熱塑性相，并且隨后將產(chǎn)物一起共混來制備橡膠改性熱塑性樹脂。在示例性實施方式中，其中將各自具有不同平均粒度的初始橡膠基質(zhì)的這些產(chǎn)物一起共混，則所述基質(zhì)的比例可以在約90 10 至約10 90的范圍內(nèi)，或者在約80 20至約20 80的范圍內(nèi)，或者在約70 30至約 30 70的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，具有較小粒度的初始橡膠基質(zhì)是包含多于一種粒度的初始橡膠基質(zhì)的共混物中的主要組分。剛性熱塑性相包含熱塑性聚合物或共聚物該熱塑性聚合物或共聚物表現(xiàn)出，在一種實施方式中大于約25°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，在另一種實施方式中玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于或等于90°C，并且再在另一種實施方式中玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于或等于100°C。在一種具體的實施方式中，剛性熱塑性相包含聚合物，所述聚合物具有得自一種或多種選自鏈烯基芳族單體和單烯鍵式不飽和腈單體的單體的結(jié)構(gòu)單元。適宜的鏈烯基芳族單體和單烯鍵式不飽和腈單體包括本申請上文在橡膠基質(zhì)的描述中闡明的那些。此外，假如滿足了剛性熱塑性樹脂相的Tg限制，則其可以任選地包含最高約IOwt. %的得自一種或多種其它可共聚單體的第三種重復(fù)單元。剛性熱塑性相通常包含一種或多種鏈烯基芳族聚合物。適宜的鏈烯基芳族聚合物包含至少約20wt. %的得自一種或多種鏈烯基芳族單體的結(jié)構(gòu)單元。在一種實施方式中， 剛性熱塑性相包含具有得自一種或多種鏈烯基芳族單體的結(jié)構(gòu)單元和得自一種或多種單烯鍵式不飽和腈單體的結(jié)構(gòu)單元的鏈烯基芳族聚合物。這樣的鏈烯基芳族聚合物的實例包括但不限于，苯乙烯/丙烯腈共聚物、α-甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物、或α-甲基苯乙烯 /苯乙烯/丙烯腈共聚物。這些共聚物可以以單獨的形式或以混合物的形式用于剛性熱塑性相。當共聚物中的結(jié)構(gòu)單元得自一種或多種單烯鍵式不飽和腈單體，那么在一種實施方式中，為形成包含接枝共聚物和剛性熱塑性相的共聚物，腈單體的加入量可以在約 5wt. %和約40wt. %之間的范圍內(nèi)，在另一種實施方式中在約5wt. %和約30wt. %之間的范圍內(nèi)，在另一種實施方式中在約IOwt. %和約30wt. %之間的范圍內(nèi)，并且在另一種實施方式中在約15wt. %和約30wt. %之間的范圍內(nèi)，基于為形成包含接枝共聚物和剛性熱塑性相的共聚物而加入單體的總重量。假如滿足了橡膠改性熱塑性樹脂的剛性熱塑性樹脂相的Tg限制，則該剛性熱塑性相可以任選地包含最高約IOwt. %的得自一種或多種其它可共聚單體的重復(fù)單元，所述其它可共聚單體如單烯鍵式不飽和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、和衣康酸；(甲基)丙烯酸羥基(C1-C12)烷基酯單體，如甲基丙烯酸羥基乙基酯；(甲基)丙烯酸(C4-C12)環(huán)烷基酯單體，如甲基丙烯酸環(huán)己基酯；(甲基)丙烯酰胺類單體，如丙烯酰胺、和甲基丙烯酰胺；馬來酰亞胺類單體，如N-烷基馬來酰亞胺、N-芳基馬來酰亞胺；馬來酸酐；乙烯基酯類，如醋酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。如本申請所使用，術(shù)語"(C4-C12)環(huán)烷基”表示每個基團具有4 12個碳原子的環(huán)狀烷基取代基團。在橡膠基質(zhì)和構(gòu)成剛性熱塑性相的單體之間發(fā)生的接枝量隨著橡膠基質(zhì)的相對量和組成而變化。在一種實施方式中，大于約IOwt. %的剛性熱塑性相化學(xué)接枝于橡膠基質(zhì)，基于剛性熱塑性相在組合物中的總量。在另一種實施方式中，大于約15wt. %的剛性熱塑性相化學(xué)接枝于橡膠基質(zhì)，基于剛性熱塑性相在組合物中的總量。再在另一種實施方式中，大于約20wt. %的剛性熱塑性相化學(xué)接枝于橡膠基質(zhì)，基于剛性熱塑性相在組合物中的總量。在具體的實施方式中，化學(xué)接枝于橡膠基質(zhì)的剛性熱塑性相的量可以在約5wt. % 和約90wt. %之間的范圍內(nèi)；在約IOwt. %和約90wt. %之間的范圍內(nèi)；在約15wt. %和約85wt. %之間的范圍內(nèi)；在約15wt. %和約50wt. %之間的范圍內(nèi)；或在約20wt. %和約 50wt. %之間的范圍內(nèi)，基于剛性熱塑性相在組合物中的總量。在另一種實施方式中，約 40wt. % 90wt. %的剛性熱塑性相是游離的，即，非接枝的。剛性熱塑性相聚合物可以根據(jù)已知方法制備，例如，本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合或其組合，其中對于剛性熱塑性相，至少一部分的剛性熱塑性相是通過與存在于橡膠基質(zhì)中的不飽和位點的反應(yīng)化學(xué)鍵合于橡膠基質(zhì)的，即，“接枝”于橡膠基質(zhì)的。接枝反應(yīng)可以在間歇、連續(xù)或半連續(xù)方法中進行。
在具體的實施方式中，本發(fā)明的組合物包含橡膠改性熱塑性樹脂，其為ABS樹脂。適宜用于本發(fā)明組合物的示例性的ABS樹脂包括以商品名CYCLOLAC 得自SABIC Innovative Plastics 的那些。在一些具體的實施方式中，本發(fā)明的組合物包含5_50wt. % 的得自至少一種鏈烯基芳族樹脂(如ABQ的橡膠，所述wt. %值基于整個組合物的重量， 其中術(shù)語“橡膠”指ABS中的橡膠基質(zhì)。再在其它具體的實施方式中，本發(fā)明的組合物包含 5-35wt. %的得自至少一種鏈烯基芳族樹脂(如ABQ的橡膠，基于整個組合物的重量。再在其它具體的實施方式中，本發(fā)明組合物包含5-30wt. %的得自至少一種鏈烯基芳族樹脂 (如ABS)的橡膠，基于整個組合物的重量。再在其它具體的實施方式中，本發(fā)明組合物包含小于30wt. %的得自至少一種鏈烯基芳族樹脂(如ABS)的橡膠，基于整個組合物的重量。 橡膠含量可以通過使用單一的具有期望橡膠含量的鏈烯基芳族樹脂、或通過使用兩種或更多種每種具有不同橡膠含量的鏈烯基芳族樹脂來變化。在一些實施方式中，本發(fā)明的組合物包含40-70wt. %的鏈烯基芳族樹脂，在其它實施方式中，包含40-66wt. %的鏈烯基芳族樹脂，基于組合物的總重量。在其它一些實施方式中，本發(fā)明的組合物包含5-50wt. %的橡膠，其源自于含橡膠的樹脂且基于組合物的總重量。另外在其它的實施方式中，本發(fā)明的組合物包含5-35wt. %的橡膠，其源自于含橡膠的樹脂且基于組合物的總重量。本發(fā)明實施方式的組合物包含一種含淀粉的組分(常稱為淀粉或面粉，下文統(tǒng)稱為“淀粉”)。淀粉的示例性例子包括玉米淀粉，小麥淀粉，小麥面粉，土豆淀粉，土豆面粉，玉米面粉，無筋烘焙面粉，阿塔面粉，黑麥面粉，大米面粉，蕎麥面粉，栗子面粉，鷹嘴豆面粉，埃塞俄比亞畫眉草面粉(teff flour)，大麥粉，堅果面粉，木薯面粉，大豆面粉，澄面粉(tang flour)，斯佩爾特小麥面粉(spelt flour)，豌豆面粉，豆面粉，丘紐面粉(chuno flour)，漿櫟粉，芋頭面粉，莧屬植物面粉，竹芋面粉，奎奴亞藜面粉等及其混合物。在一些具體實施方式
中，本發(fā)明的組合物包含玉米淀粉。在其它具體實施方式
中，本發(fā)明的組合物包含淀粉和任選的纖維素材料。在各種實施方式中，任選的纖維素材料可包含或得自纖維素纖維、木纖維、亞麻纖維、大麻纖維、黃麻纖維、種子殼、磨細的稻殼、報紙、洋麻、椰子殼、 或類似材料。在一些具體的實施方式中，任選的纖維素材料可以是以不同形式得到的木纖維。在其它示例性實例中，任選的纖維素材料包含或得自鋸屑、苜蓿(alfalfa)、小麥漿、木塊、磨細的木屑(ground wood)、木粉、木板、膠合板、木質(zhì)層壓體、紙、紙板、禾稈、棉花、花生殼、甘蔗渣(bagass)、植物纖維、竹纖維、棕櫚纖維、或類似材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到本發(fā)明實施方式中使用的任選的纖維素材料可以是不同類型纖維素材料的任意適宜的組合。在一些具體的實施方式中，任選的纖維素材料選自纖維素纖維和木粉。在一些具體實施方式
中本發(fā)明的組合物不包含纖維素材料。當存在于本發(fā)明的組合物中時，在一些實施方式中，所存在的纖維素材料與淀粉的wt./wt.比例在1 99和99 1之間的范圍內(nèi)， 在一些實施方式中，與淀粉的wt./wt.比例在1 10和10 1之間的范圍內(nèi)，在另外一些實施方式中，與淀粉的wt./wt.比例在1 2和2 1之間的范圍內(nèi)。本發(fā)明實施方式中的組合物還包含至少一種多磷酸銨。多磷酸銨是已知材料，并且可以根據(jù)，例如，在美國專利3，423，343和3，513，114所示例的進行制備。在一些示例性的實施方式中，多磷酸銨具有通式(ΝΗ4)ηΗ2Ρη03η+1 (其中η是1或更大)，或通式(NH4PO3) η(其中η代表大于或等于2的整數(shù))。可從商業(yè)上得到的多磷酸銨的示例性的實例包括由Clariant生產(chǎn)和銷售的EXOLIT 多磷酸銨、得自ICL Performance Products LP的PHOS-CHECK 多磷酸銨、和得自 Budenheim Iberica Comercial S.A&FRCROS # 磷酸銨。在一種實施方式中，本發(fā)明組合物包含至少一種可以是交聯(lián)的和/或支化的“晶相 II (crystal phase II) ”多磷酸銨。晶相II多磷酸銨是本領(lǐng)域已知的。它們是高分子量多磷酸銨，并且表現(xiàn)出高的熱穩(wěn)定性(例如，在大約300°C分解開始)和低的水溶性。晶相II 多磷酸銨的示例性實例是得自Clariant的EXOLIT AP 423。在一些實施方式中，涂覆的多磷酸銨也可以用于本發(fā)明組合物。涂覆的多磷酸銨的示例性實例包括三聚氰胺涂覆的或三聚氰胺-甲醛涂覆的或表面反應(yīng)三聚氰胺涂覆的多磷酸銨。一種示例性的涂覆的多磷酸銨是得自 Budenheim Iberica Comercial S. A.的 FRCROS C40。
在本發(fā)明的各種實施方式中，多磷酸銨和淀粉可以以有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-I或更好燃燒等級的制品的總量(以重量計)共同存在于本發(fā)明組合物中。在具體的實施方式中，多磷酸銨在本發(fā)明組合物中的存在量可以是范圍在約5wt. %和約35wt. %之間的量、或是范圍在約7wt. %和約33wt. %之間的量、或是范圍在約9wt. % 和約33wt. %之間的量、或是范圍在約12wt. %和約33wt. %之間的量，基于整個組合物的重量。在具體的實施方式中，淀粉在本發(fā)明組合物中的存在量可以是范圍在約5wt. %和約 45wt. %之間的量、或是范圍在約IOwt. %和約40wt. %之間的量、或是范圍在約Hwt. %和約40wt. %之間的量，基于整個組合物的重量。在本發(fā)明其它具體的實施方式中，多磷酸銨和淀粉可以以有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)V-O或V-I或V-2燃燒等級的制品的重量％比例存在。在本發(fā)明其它具體的實施方式中，多磷酸銨和淀粉可以以下列范圍的重量％比例存在范圍是1 10 10 1、通常是1 8 8 1、更通常是1 5 5 1、 再更通常是1 3 3 1、并且再更通常是1 2 2 1。在其它具體實施方式
中，當組合物中存在纖維素材料時，則纖維素材料和淀粉的組合在本發(fā)明組合物中存在的量在約 5wt. %和約45wt. %之間的范圍內(nèi)，或者含量在約IOwt. %和約40wt. %之間的范圍內(nèi)，或者含量在約Hwt. %和約40wt. %之間的范圍內(nèi)，基于整個組合物的重量。在本發(fā)明的其它具體實施方式
中，(i)多磷酸銨和(ii)淀粉與任選纖維素材料的組合可以以有效提供根據(jù) UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)V-O或V-I或V-2燃燒等級的制品的重量％比例存在。在本發(fā)明其它具體實施方式
中，(i)多磷酸銨和(ii)淀粉與任選纖維素材料的組合可以以組分(i)與組分(ii)按重量％比例為1 10至10 1的范圍內(nèi)存在，通常是1 8 8 1、更通常是 1 5 5 1、再更通常是1 3 3 1、并且再更通常是1 2 2 1。
本發(fā)明的組合物還可以任選地包含本領(lǐng)域已知的添加劑，所述添加劑包括但不限于，穩(wěn)定劑，如顏色穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧化劑、紫外屏蔽劑、和紫外吸收劑；輔助阻燃劑、抗滴劑、潤滑劑、流動促進劑或其它加工助劑；增塑劑、抗靜電劑、脫模劑、抗沖改性劑、填料、或著色劑，如染料或顏料(可以是有機的、無機的或金屬有機的)；視覺效應(yīng)添加劑和類似添加劑。示例性的添加劑包括但不限于硅石、硅酸鹽、沸石、二氧化鈦、石粉、玻璃纖維或玻璃球、碳纖維、炭黑、石墨、碳酸鈣、滑石、鋅鋇白、氧化鋅、金屬硬脂酸鹽、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鋁、硅酸鋯、氧化鐵、硅藻土、碳酸鈣、氧化鎂、三氧化鉻、氧化鋯、氧化鋁、碎石英石、粘土、煅燒粘土、滑石、高嶺土、石棉、軟木、棉花或合成紡織纖維，具體地是增強填料，如玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、和金屬薄片(包括但不限于鋁薄片)。通常本發(fā)明的組合物中包含多于一種的添加劑，并且在一些實施方式中，包含多于一種的一種類型的添加劑。在具體實施方式
中，本發(fā)明組合物包括至少一種硬脂酸金屬鹽。在其它具體實施方式
中本發(fā)明的組合物包括硬脂酸鋅。在本發(fā)明組合物中存在的硬脂酸金屬鹽的含量為相比于制備中不加入硬脂酸金屬鹽的類似組合物，其含量足以改進由所述組合物模制部件的顏色。在一些具體實施方式
中金屬硬脂酸鹽的含量為在0. 1份每100份樹脂組分(phr)和 IOphr之間的范圍內(nèi)，在其它具體實施方式
為0. 5phr和5phr之間的范圍，和在另外其它具體實施方式
中為0. 7phr和3phr之間的范圍。在一些具體實施方式
中，本發(fā)明的組合物任選包括橡膠添加劑。示例性的橡膠添加劑包括彈性均聚物或共聚物。這樣的橡膠添加劑的具體示例性的例子包括但不限于聚二烯，比如聚異戊二烯和聚丁二烯；苯乙烯-二烯嵌段共聚物，包括二嵌段和三嵌段的共聚物，其中二烯結(jié)構(gòu)單元可以被部分或完全氫化；烯烴聚合物，包含羧酸或酯基；丁腈橡膠， 天然丁基橡膠，聚異丁烯，和核-殼聚合物，其具有橡膠內(nèi)核與堅硬的具有羧酸基或其官能衍生物(例如，酐，酯，胺或酰亞胺基團)的外殼。這樣的橡膠添加劑其它具體的實例包括但不限于，苯乙烯類嵌段共聚物和各種酸官能化乙烯-丙烯共聚物(例如EP-接枝馬來酸酐)。進一步的實例是所謂彈性嵌段共聚物，例如A-B-A型三嵌段共聚物和A-B型兩嵌段共聚物?？梢允褂玫腁-B型和A-B-A型嵌段共聚物抗沖改性劑是典型的熱塑性橡膠，包括一個或兩個鏈烯基芳族嵌段(典型的是苯乙烯嵌段)，和橡膠嵌段，例如可以被部分或完全氫化的丁二烯嵌段。這些三嵌段共聚物和二嵌段共聚物的混合物常適合用于本發(fā)明的組合物。例如美國專利號3，078，254、3，402，159、 3，297, 793,3, 265, 765 和 3，594，452 和英國專利 1，264, 741 披露了合適的 A-B和 A-B-A型嵌段共聚物。典型的A-B和A-B-A型嵌段共聚物品種的例子包括聚苯乙烯-聚丁二烯(SBR)， 氫化聚苯乙烯-聚丁二烯(有時也命名為聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯))，聚苯乙烯-聚異戊二烯，聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯，聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)，氫化聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(有時也命名為聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)_聚苯乙烯 (SEBS))，聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯和聚(α -甲基苯乙烯)-聚丁二烯-聚(α -甲基苯乙烯)，及其選擇性氫化后的物質(zhì)。示例性的A-B和A-B-A型嵌段共聚物可通過廣泛的資源商購獲得，包括S0LPRENE商標旗下的INSA，Houston，TEX.，KRATON商標旗下的Kraton Polymers LLC, VECTOR 商標旗下的 DexcoJP SEPTON 商標旗下的 Kuraray。在更進一步的具體實施方式
中，有用的橡膠添加劑可以包括官能化的彈性聚烯烴，比如含有至少一個基團的彈性聚烯烴，該基團選自酐、環(huán)氧、”惡唑啉和原酸酯。彈性聚烯烴的必要結(jié)構(gòu)單元一般源自于包括乙烯和至少一種C3_8_ α -烯烴(比如丙烯，1-丁烯，1-己烯，1-辛烯)的單體。如果乙烯和至少一種C3_8_ α-烯烴一起構(gòu)成聚合物的主要部分，則二者之間的比例不是關(guān)鍵性的因素。在一種具體的實施方式中，官能化的彈性聚烯烴是官能化的乙烯-丙烯橡膠或官能化乙烯-丙烯-二烯彈性體。二烯部分是至少一種非共軛二烯，例如亞乙基降冰片烯，1， 4-己二烯，或二環(huán)戊二烯。這些彈性聚烯烴分別作為Era和EPDM彈性體是現(xiàn)有技術(shù)公知的。橡膠添加劑的混合物，例如之前描述過的這些物質(zhì)的混合物也可用于本發(fā)明的組合物中。在一些具體實施方式
中，橡膠添加劑示例性的例子包括現(xiàn)有技術(shù)公知的用于提高包含鏈烯基芳族樹脂的組合物沖擊強度的物質(zhì)。在其它具體實施方式
中，本發(fā)明的組合物包含丁腈橡膠或苯乙烯-丁二烯橡膠。在其它具體的實施方式中，本發(fā)明的組合物任選地包含至少一種有機磷化合物作為輔助阻燃劑。適宜的有機磷阻燃化合物是本領(lǐng)域已知的并且包括但不限于，單磷酸酯，如磷酸三芳基酯、磷酸三苯基酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸二苯基甲酚酯、磷酸苯基雙十二烷基酯、和磷酸乙基二苯基酯；以及二磷酸酯和低聚磷酸酯，如二磷酸芳基酯、二磷酸間苯二酚酯、二磷酸雙酚A酯、磷酸氫二苯基酯、磷酸氫2-乙基己基酯。適宜的低聚磷酸酯化合物闡明于，例如，美國專利5，672，645。當存在時，輔助阻燃劑的存在量通常是約 4-16wt. %，具體是5-15wt. %，基于整個組合物的重量。在其它具體的實施方式中，本發(fā)明的組合物任選包括至少一種包括源自于馬來酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元的輔助共聚物。該類屬型的輔助共聚物示例性的例子包括苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)，苯乙烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物(SANMA)，聚(乙烯-g_馬來酸酐)，聚(丙烯-g_馬來酸酐)，(乙烯-丙烯)-g"馬來酸酐共聚物，EPDM-g-馬來酸酐共聚物，苯乙烯-丙烯酸共聚物(SAA)等及其混合物。輔助共聚物包括源自于馬來酸酐，丙烯酸或甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元，當其存在于本發(fā)明的組合物時，在一些實施方式中其存在的含量足以提高源于所述組合物成型部件的沖擊強度，相比于源于不含有所述共聚物的組合物的成型部件的沖擊強度。在具體的實施方式中，輔助共聚物包括源自于馬來酸酐，丙烯酸或甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元，當其存在于本發(fā)明的組合物時，通常存在的含量大約是 0. 2-5phr 且特別是 0. 5_3phr。本發(fā)明組合物及從該組合物制得的制品可以通過已知的熱塑性材料加工技術(shù)制備?？梢允褂玫囊阎臒崴苄圆牧霞庸ぜ夹g(shù)包括但不限于，間歇混合、在內(nèi)部混合器中混合、在密煉機中混合、擠出、在單螺桿擠出機中擠出、在雙螺桿擠出機中擠出、壓延、捏合、型材擠出、片材擠出、管材擠出、共擠出、模塑、擠出吹塑、熱成形、注塑、共注塑、滾塑、壓塑、和類似方法以及這樣的方法的組合。在具體的實施方式中，組合物通過擠出方法制備。在具體的實施方式中，通過注塑方法從本發(fā)明的組合物制備制品。本發(fā)明進一步預(yù)期對所述制品額外的制造操作，如，但不限于，模內(nèi)裝璜法、在涂漆烘箱內(nèi)烘烤、焊接、機加工、重疊注塑、 共擠出、多層擠出、表面浸蝕、層壓、和/或熱成形。本發(fā)明的新穎方面包括制備本發(fā)明組合物的方法，其中在一些實施方式中，使組合物以使多磷酸銨和淀粉的接觸時間最小化的方式來包含多磷酸銨和淀粉。使所述接觸時間最小化的示例性實例包括但不限于，使全部或至少一部分的樹脂組分和淀粉在包含多磷酸銨之前預(yù)混配。在本發(fā)明其它具體實施方式
中，全部或至少一部分鏈烯基芳族樹脂可以在與淀粉混合之前與全部或至少一部分多磷酸銨進行預(yù)混配。在其他具體實施方式
中，全部或至少一部分鏈烯基芳族樹脂可以與全部或者至少一部分多磷酸銨進行預(yù)混配，且預(yù)混配的材料可以接著與獨立的包括鏈烯基芳族樹脂和淀粉的預(yù)混配材料合并。附加的樹脂和非樹脂組合物組分可以任選包括在任何一種預(yù)混配混合物中。在一些具體實施方式
中，預(yù)混配混合物可以包括除了多磷酸銨以外的全部混合組合物的組分或除了淀粉以外的全部混合組合物的組分。這種鏈烯基芳族樹脂與(i)多磷酸銨或與(ii)淀粉的預(yù)混和可以使用已知的方法進行，比如但不限于擠出或捏合。包含⑴鏈烯基芳族樹脂和多磷酸銨和(ii) 鏈烯基芳族樹脂和纖維素材料的預(yù)混配材料的混合物的混配可以使用已知的方法進行。包括鏈烯基芳族樹脂和多磷酸銨的預(yù)混配材料在一種實施方式中包含15-80wt. %多磷酸銨， 在另一種實施方式含15-60wt. %多磷酸銨，和在其它另一種實施方式含20-55wt. %多磷酸銨，基于預(yù)混配材料的總重量。包括鏈烯基芳族樹脂和淀粉的預(yù)混配材料在一種實施方式中包含15-60wt. %淀粉，在另一種實施方式含20-50wt. %淀粉，和在其它另一種實施方式含25_45wt. %淀粉，基于預(yù)混配材料的總重量。在其它的實施方式中，本發(fā)明的組合物在擠出方法中制備，并且將全部或至少一部分的多磷酸銨在擠出機的下游進料孔進料到擠出機中，其中已經(jīng)將全部或至少一部分的鏈烯基芳族樹脂和淀粉在擠出機進料喉進料到擠出機中。在其它的實施方式中，本發(fā)明的組合物在擠出方法中制備，并且將全部或至少一部分的淀粉在擠出機的下游進料孔進料到擠出機中，其中已經(jīng)將全部或至少一部分的鏈烯基芳族樹脂和多磷酸銨在擠出機進料喉進料到擠出機中。本發(fā)明組合物的任意預(yù)混配方法包括但不限于，在擠出過程中多磷酸銨的下游進料可以通過下述方法完成通過進料固體多磷酸銨，或者通過注射多磷酸銨的液態(tài)混合物，任選地與一種或多種額外共混組分(例如，至少一種輔助阻燃劑，如液態(tài)輔助阻燃劑)組合。任選地，任意的擠出方法可以包括在擠出機中一個或多個適當?shù)狞c實施真空排氣。本發(fā)明一種具體的實施方式是制備樹脂阻燃組合物的擠出方法，所述組合物包含 (i)40-66wt. %的鏈烯基芳族樹脂，(ii)9-33wt. %的多磷酸銨和(iii) 14-40wt. %的淀粉， 其中多磷酸銨和淀粉存在的重量％比例為1 2至2 1，有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-I燃燒等級的模塑制品，并且其中組合物包含15-40wt. %的橡膠，橡膠含量基于整個組合物的重量，所述方法包括將全部或部分多磷酸銨在鏈烯基芳族樹脂和淀粉的下游加入到擠出機中的步驟。本發(fā)明的組合物可以制成有用的制品。有用的制品包括以下的那些其通常用在要求阻燃性的應(yīng)用中，特別是在需要無鹵素(對生態(tài)環(huán)境友好的)組合物具有阻燃性的應(yīng)用中。在一些實施方式中，所述制品包括包含本發(fā)明組合物的整體制品(unitary article)。在其它實施方式中，制品包括電氣設(shè)備外殼、商業(yè)機器的內(nèi)部和外部部件、打印機、計算機外殼、開關(guān)、型材、窗戶型材和類似制品。還預(yù)期的是包含至少一層得自本發(fā)明組合物的層的多層制品。由本發(fā)明組合物制備的制品，例如模塑制品，根據(jù)UL-94規(guī)程測定通常表現(xiàn)V-I或更好的燃燒等級(例如，V-I或V-O等級)。無須贅述，相信本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本申請的介紹，可以最大限度地利用本發(fā)明。 下面的實施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員在具體實施所要求的發(fā)明時提供補充指導(dǎo)。給出的實施例僅是有助于教導(dǎo)本申請應(yīng)用的代表性工作。因此，這些實施例不意圖以任意方式限制本發(fā)明，本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定。在下面的實施例(簡稱“Ex. ”)和對比例(“C.Ex. ”)中，除非指明，組分的量以wt. %表示。下面組合物中的ABS包含約14-17%的聚丁二烯橡膠并得自SABIC Innovative Plastics 。高橡膠ABS (簡稱“HR-ABS”)是包含約60_78%的聚丁二烯橡膠的BLENDEX ABS,得自 SABIC Innovative Plastics 。高抗沖聚苯乙烯(HIPS)通常包含小于約10%的橡膠含量。苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)通常包含得自約3 1的苯乙烯丙烯腈的結(jié)構(gòu)單元。多磷酸銨(簡稱“APP”)是每種包含約31-32重量％磷的 EXOLIT AP422多磷酸銨或EXOLIT AP423多磷酸銨，二者都得自Clariant。玉米淀粉是食品級材料。阻燃性能根據(jù)UL-94規(guī)程測定。阻燃等級的符號“NC”表示觀察不到阻燃性。單位為千焦耳每平方米(kj/m2)的非缺口(UNII)和缺口伊佐德抗沖強度(NII)值在室溫根據(jù)ISO 180測定。單位為焦耳的Dynatup抗沖強度值根據(jù)ASTMD3763測試規(guī)程通過使用儀表沖擊裝置測定。熱變形溫度(HDT)根據(jù)ASTMD648在1. 82mPa(264磅每平方英寸)纖維應(yīng)力的條件下測試。單位為克每10分鐘(g/lOmin)的熔體流動率(”MFR”)值根據(jù)ASTM D1238在200°C和應(yīng)用IOkg質(zhì)量的條件下測定。實施例1和對比例1本發(fā)明的組合物包括30份HR-ABS，26份SAN，24份玉米淀粉，20份多磷酸銨，2份 EBS蠟，1份硬脂酸鋅，3份雙酚A 二磷酸酯和0. 5份亞磷酸鹽穩(wěn)定劑，在密煉機中混合。制備對比例時包括了相同的組分，除了未加入多磷酸銨以及SAN的用量由沈份替代為46份。 實施例和對比例的復(fù)配材料注射成型為測試部件且測試部件用于測試力學(xué)性能。0. 32厘米厚度的燃燒棒用于測試阻燃性能。本發(fā)明的實施例達到UL-94的V-O等級。對比例的阻燃性不可測試。實施例2-6和對比例2組合物包括HR-ABS和表1所示的附加組分，在密煉機中混合。丁苯橡膠縮寫為 “SBR”。丁腈橡膠縮寫為“NBR”。每一種組合物還包括2份EBS蠟，1份硬脂酸鋅和3份間苯二酚二磷酸酯。復(fù)配材料注射成型為測試部件且測試部件用于測試力學(xué)性能。除非說明， 則將0. 23厘米(0. 09英寸)厚度的燃燒棒用于測試阻燃性能。測試結(jié)果參見表1。表 權(quán)利要求
1.一種樹脂阻燃組合物，所述組合物包含⑴40-66wt. %的鏈烯基芳族樹脂， (ii)9-33wt. %的多磷酸銨和(iii)14-40wt. %的淀粉，其中所有重量基于組合物的總重量，并且其中多磷酸銨和淀粉以有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-I燃燒等級的模塑制品的重量％比例存在。
2.權(quán)利要求1中所述的組合物，其中所述多磷酸銨和淀粉存在的重量％比例為1 3 至 3 1。
3.權(quán)利要求1中所述的組合物，其中所述多磷酸銨和淀粉存在的重量％比例為1 2 至 2 1。
4.權(quán)利要求1-3中任一項所述的組合物，其中所述鏈烯基芳族樹脂選自聚苯乙烯、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物 (SAN)、α -甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物、α -甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈共聚物及其混合物。
5.權(quán)利要求1-4中任一項所述的組合物，其中所述多磷酸銨的類型是晶相II。
6.權(quán)利要求1-5中任一項所述的組合物，進一步包含至少一種纖維素材料。
7.權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述纖維素材料包括或來自纖維素纖維、木纖維、種子殼、磨細的稻殼、報紙、洋麻、椰子殼、鋸屑、苜蓿、小麥漿、木片、木塊、磨細的木屑、木粉、 木板、膠合板、木質(zhì)層壓體、紙、紙板、禾稈、棉花、花生殼、甘蔗渣、植物纖維、竹纖維、或棕櫚纖維。
8.權(quán)利要求1-7中任一項所述的組合物，所述組合物進一步包含至少一種輔助阻燃劑。
9.權(quán)利要求8中所述的組合物，其中所述輔助阻燃劑選自單磷酸酯、磷酸三芳基酯、磷酸三苯基酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸二苯基甲酚酯、磷酸苯基雙十二烷基酯、 磷酸乙基二苯基酯、二磷酸酯、二磷酸芳基酯、二磷酸間苯二酚酯、二磷酸雙酚A酯、磷酸氫二苯基酯、磷酸氫2-乙基己基酯和低聚磷酸酯。
10.權(quán)利要求1-9中任一項所述的組合物，進一步包含至少一種添加劑，其選自潤滑劑，流動促進劑，增塑劑，抗靜電劑，脫模劑，抗沖改性劑，穩(wěn)定劑，顏色穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)定劑，光穩(wěn)定劑，抗氧劑，抗滴落劑，紫外屏蔽劑，紫外吸收劑，金屬硬脂酸鹽，橡膠添加劑，包括源自馬來酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元的輔助共聚物，及其混合物。
11.權(quán)利要求1-10中任一項所述的組合物，包括硬脂酸鋅。
12.權(quán)利要求1-10中任一項所述的組合物，包括至少一種橡膠添加劑，其選自苯乙烯-二烯嵌段共聚物，苯乙烯-丁二烯橡膠和丁腈橡膠。
13.權(quán)利要求1-10中任一項所述的組合物，包括至少一種輔助共聚物，其選自苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)，苯乙烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物(SANMA)，聚(乙烯-g-馬來酸酐)，聚(丙烯-g_馬來酸酐)，(乙烯-丙烯)-g_馬來酸酐共聚物，EPDM-g-馬來酸酐共聚物，苯乙烯-丙烯酸共聚物(SAA)及其混合物。
14.權(quán)利要求10或12的組合物，其中輔助共聚物的存在量為約0.2-5phr。
15.權(quán)利要求1-14中任一項所述的組合物，所述組合物通過擠出方法制備，其中將至少一部分所述多磷酸銨在所述鏈烯基芳族樹脂和淀粉的下游進料。
16.權(quán)利要求1-15中任一項所述的組合物，所述組合物通過擠出方法制備，其中使至少一部分所述鏈烯基芳族樹脂和淀粉在與所述多磷酸銨組合之前一起預(yù)混配。
17.權(quán)利要求1-16中任一項所述的組合物，其通過混配工藝制備，其中將至少一部分鏈烯基芳族樹脂和淀粉進行預(yù)混配，將至少一部分鏈烯基芳族樹脂和多磷酸銨進行預(yù)混配，和將兩種預(yù)混配材料進行混配形成最終組合物。
18.一種用于制備樹脂阻燃組合物的擠出方法，所述組合物包含(i)40-66wt. %的鏈烯基芳族樹脂，(ii)9-33wt. %的多磷酸銨，(iii)14-40wt. %的淀粉和(iv)至少一種添加劑，其選自潤滑劑，流動促進劑，增塑劑，抗靜電劑，脫模劑，抗沖改性劑，穩(wěn)定劑，顏色穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)定劑，光穩(wěn)定劑，抗氧劑，抗滴落劑，紫外屏蔽劑，紫外吸收劑，金屬硬脂酸鹽，輔助阻燃劑，橡膠添加劑，包括源自馬來酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元的輔助共聚物， 及其混合物，其中多磷酸銨和淀粉存在的重量％比例為1 2至2 1，有效提供根據(jù)UL-94 規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-I燃燒等級的模塑制品，該方法包括將至少一部分所述多磷酸銨在所述鏈烯基芳族樹脂和淀粉的下游進料到擠出機中的步驟。
19.權(quán)利要求18中所述的擠出方法，其中所述輔助阻燃劑選自單磷酸酯、磷酸三芳基酯、磷酸三苯基酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸二苯基甲酚酯、磷酸苯基雙十二烷基酯、磷酸乙基二苯基酯、二磷酸酯、二磷酸芳基酯、二磷酸間苯二酚酯、二磷酸雙酚A酯、 磷酸氫二苯基酯、磷酸氫2-乙基己基酯和低聚磷酸酯。
20.權(quán)利要求18-19中任一項所述的擠出方法，其中該組合物包括硬脂酸鋅。
21.權(quán)利要求18-20中任一項所述的擠出方法，其中該組合物包括至少一種橡膠添加劑，其選自苯乙烯-二烯嵌段共聚物，苯乙烯-丁二烯橡膠和丁腈橡膠。
22.權(quán)利要求18-21中任一項所述的擠出方法，其中所述組合物包含輔助共聚物，其存在量約為0. 2-5phr,其選自苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)，苯乙烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物(SANMA)，聚(乙烯-g-馬來酸酐)，聚(丙烯-g_馬來酸酐)，(乙烯-丙烯)-g-馬來酸酐共聚物，EPDM-g-馬來酸酐共聚物，苯乙烯-丙烯酸共聚物(SAA)及其混合物。
23.權(quán)利要求18-22中任一項所述的擠出方法，進一步包括在與多磷酸銨組合之前，將至少一部分鏈烯基芳族樹脂和淀粉一起預(yù)混配。
24.權(quán)利要求18-23中任一項所述的擠出方法，進一步包括將至少一部分鏈烯基芳族樹脂和淀粉進行預(yù)混配，將至少一部分鏈烯基芳族樹脂和多磷酸銨進行預(yù)混配，和將兩種預(yù)混配材料進行混配形成最終組合物。
25.一種包含權(quán)利要求I-M中任一項所述組合物的制品。
26.權(quán)利要求25中所述的制品，所述制品包括電氣設(shè)備外殼、商業(yè)機器內(nèi)部或外部部件、打印機外殼、計算機外殼、開關(guān)、型材或窗戶型材。
全文摘要
披露了阻燃組合物，所述組合物包含(i)40-66wt.％的鏈烯基芳族樹脂，(ii)9-33wt.％的多磷酸銨和(iii)14-40wt.％的淀粉，其中所有重量基于組合物的總重量，并且其中多磷酸銨和淀粉以有效提供根據(jù)UL-94規(guī)程測定表現(xiàn)至少V-1燃燒等級的模塑制品的重量％比例存在。還披露了制備該組合物的方法以及包含本發(fā)明組合物的制品。
文檔編號C08L25/04GK102264823SQ200980152384
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者卡梅倫.揚斯特羅姆, 薩蒂什.加加爾, 詹姆斯.F.穆爾 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識產(chǎn)權(quán)有限公司