专利名称：含有噁嗪基烷氧基硅烷的聚合物组合物的制作方法
含有噙嗪基烷氧基硅烷的聚合物组合物 本发明涉及使用烷氧基硅烷来改善有机聚合物组合物的耐火性。本发明包括用于改善热塑性、热固性或橡胶有机聚合物组合物的耐火性的方法，并且包括含有烷氧基硅烷的有机聚合物组合物。CN-A-1944441描述了含苯并P恶嗪的倍半硅氧烷，其可与环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、乙烯基聚合物、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、苯并◎恶，嗪树脂、#恶唑啉基树脂、聚酰亚胺等混合，以形成具有改善的耐热性的纳米复合材料。H. Ishida 等人在 J.Applied Polymer Science (1998)，69，2559-2567 (《应用聚合物科学杂志》，1998年，第69卷，第2559-2567页)中的论文“Synthesis ofbenzoxazine functional si lane and adhesion properties of glass fibre reinforcedpolybenzoxazine composites (苯并#恶嗪官能化娃烧的合成以及玻璃纤维强化的聚苯并p發嗪复合材料的粘附特性)”描述了苯并》恶嗪官能化烷氧基硅烷的合成及其在处理玻璃纤维中的用途，所述玻璃纤维则掺入纤维强化的聚苯并-愚嗪复合材料中。 Longhong Liu 等人在 J. Applied Polymer Science (2006)，99 (3)，927—936 (《应用聚合物科学杂志》，2006年，第99卷第3期，第927-936页)中的论文“Polybenzoxazinecontaining poIysilsesquioxane !preparation and thermal properties (包含聚苯并货恶嗪的聚倍半硅氧烷制备和热特性)”描述了具有三甲氧基硅烷的苯并w恶嗪的合成，及其水解并缩合为具有苯并p恶嗪基团的溶胶聚倍半硅氧烷。通过使该聚倍半硅氧烷与双酚A的双官能苯并#恶嗪开始发生反应，来制备聚苯并-恶嗪与聚倍半硅氧烷的无机-有机杂化物，该杂化物表现出改善的热稳定性。由于合成聚合物使用广泛并且使用越来越多，现今的塑料市场中存在大量可用的阻燃剂化合物。包含卤素的阻燃剂在阻燃特性、可加工性、成本等方面表现良好，然而迫切需要符合环境法规、OEM理念、客户需求等的无卤阻燃剂(HFFR)作为聚合物添加剂。现在消防安全基于预防着火和通过降低放热速率来减少火焰传播，还基于降低火灾毒性。阻燃添加剂必须在健康和环境攸关的方面安全，必须具有成本效益以及保持/改善塑料性能。卤代阻燃剂化合物主要以汽相通过自由基机理发挥作用，从而中断放热过程并抑制燃烧。实例为溴化合物(如四溴双酚A)、氯化合物、卤代磷酸酯等。在无卤阻燃剂中可找到金属氢氧化物，例如氢氧化镁(Mg(OH)2)或氢氧化铝(Al (OH) 3)，其通过热吸收发挥作用，即在加热时吸热分解成相应的氧化物和水，然而它们呈现出低阻燃效率、低热稳定性和基体的物理/化学特性的显著劣化。其他化合物主要以凝相发挥作用，例如可膨胀石墨、有机磷(如磷酸盐、膦酸酯、膦、氧化膦、镇If化合物、亚磷酸盐等)、聚磷酸铵等。硼酸锌、纳米粘土和红磷为无卤阻燃剂的其他实例。已知含硅添加剂显著地改善阻燃性，以凝相通过成炭和以汽相通过活性自由基的捕获两者发挥作用。诸如二苯砜磺酸钾(KSS)之类的含硫添加剂是熟知的用于热塑性塑料尤其是用于聚碳酸酯的阻燃添加剂。卤代化合物或无卤化合物均可独立地发挥作用，或者作为增效剂与受本专利权利要求书保护的组合物一起赋予许多聚合物基体期望的阻燃性能。例如，文献中已引用作为抗滴落剂并且可与本专利所公开的阻燃添加剂协同使用的膦酸酯、膦或氧化膦。Dai QiChen等人在2005年的Polymer Degradation and Stability (《聚合物降解与稳定性》)中发表的论文“Flame-retardant and anti-dripping effects of a novel char-formingflame retardant for the treatment of poly (ethylene terephthalate) fabrics，，(用于处理聚(对苯二甲酸乙二醇酯)织物的新型成炭阻燃剂的阻燃和抗滴落效应)描述了施加膦酸酯即聚(2-羟基亚丙基螺环季戊四醇双膦酸酯)以赋予聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)织物阻燃性和抗滴落性。已将苯胍胺施用到PET织物以达到抗滴落性能，如Hong-yan Tang 等人 2010 年在 “A novel process for preparing anti-dripping PETfibres”，Materials & Design (《材料与设计》,“制备抗滴落PET纤维的新型方法”)中报道。Jun-Sheng Wang 等人在 2010 年的论文“Novel Flame-Retardant and Anti-drippingBranched Polyesters Prepared via Phosphorus-Containing Ionic Monomer asEnd-CappingAgent” (通过含磷离子单体作为封端剂制备的新型阻燃和抗滴落支链聚酯)中报道了一系列新型的基于支链聚酯的离聚物，所述离聚物用三甲基_1，3，5-苯三羟酸酯的三羟基乙酯(作为支化剂)和2-羟乙基3-(苯基膦酰基)丙酸的钠盐(作为封端剂)通过熔融缩聚合成。这些提供抗滴落性能的阻燃添加剂可与本专利所公开的阻燃添加剂协同使用。此外，本专利所公开的阻燃添加剂已展示出与其他熟知的无卤添加剂(如KSS)的协同作用。在根据本发明的用于改善热塑性、热固性或橡胶有机聚合物组合物的耐火性的方法中，将下式的烷氧基硅烷加入到热塑性、热固性或橡胶有机聚合物组合物中并将其加热以使烷氧基硅烷水解并缩合
权利要求
1.一种用于改善热塑性、热固性或橡胶有机聚合物组合物的耐火性的方法，其特征在于下式的烷氧基硅烷被加入到热塑性、热固性和橡胶有机聚合物组合物中并被加热以使所述烷氧基硅烷水解并缩合
2.烷氧基硅烷改善热塑性、热固性或橡胶有机聚合物组合物的耐火性的用途，其特征在于所述烷氧基硅烷具有下式
3.一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包含热塑性、热固性或橡胶有机聚合物和下式的烷氧基硅烷或其水解产物、缩合物或部分水解产物/缩合物物质
4.根据权利要求3所述的聚合物组合物，其特征在于所述烷氧基硅烷具有下式
5.根据权利要求4所述的聚合物组合物，其特征在于所述烷氧基硅烷具有下式
6.根据权利要求5所述的聚合物组合物，其特征在于所述基团R7和R8、R8和R9或R9和RlO形成苯醌结构或萘醌结构的环合环。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述烷氧基硅烷为下式的三烷氧基硅烷
8.根据权利要求3至7中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述烷氧基硅烷为含有两个杂环的一娃焼，所述两个杂环各自具有焼氧基娃焼取代基。
9.根据权利要求8所述的聚合物组合物，其特征在于所述烷氧基硅烷具有下式
10.根据权利要求4所述的聚合物组合物，其特征在于所述烷氧基硅烷的芳环Ar环合到另一个芳环以形成萘或喹啉环系，并且各自具有-A-SiRa (OR’) 3_a取代基的两个杂环Ht稠合到所述萘或喹啉环系的相同环或不同环。
11.根据权利要求8所述的聚合物组合物，其特征在于所述烷氧基硅烷为二硅烷，其中所述基团R7和R8、R8和R9或R9和RlO形成萘醌结构，并且第二杂环Ht连接到所述芳环Ar或所述萘醌结构的第二芳环。
12.根据权利要求3至12中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述组合物还含有式Si (0R’ )4的四烷氧基硅烷和/或式R2Si (0R’ )3的三烷氧基硅烷，其中每个R’为具有I至4个碳原子的烷基，并且R2为具有I至20个碳原子的烷基、环烷基、烯基、炔基或芳基。
13.根据权利要求3至13中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述热塑性有机聚合物包含聚碳酸酯或聚碳酸酯与另一种有机聚合物的共混物。
14.根据权利要求3至14中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述组合物含有填料。
15.根据权利要求15所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物用如权利要求I或2中所定义的烧氧基娃烧处理。
16.根据权利要求3至15中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述组合物含有二氧化硅填料。
17.根据权利要求3至16中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述组合物还包含聚二有机硅氧烷胶。
18.根据权利要求16所述的聚合物组合物，其特征在于所述二氧化硅涂覆有聚二有机硅氧烷胶。
19.根据权利要求3至18中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于所述组合物含有另一种阻燃添加剂。
全文摘要
本发明提供了用于改善热塑性、热固性或橡胶有机聚合物组合物的耐火性的方法，其特征在于将烷氧基硅烷加入到热塑性、热固性和橡胶有机聚合物组合物并将其加热以使所述烷氧基硅烷水解并缩合。例如所述烷氧基硅烷为苯并嗪三乙氧基硅烷。
文档编号C08L83/04GK102906194SQ201180024649
公开日2013年1月30日 申请日期2011年5月16日 优先权日2010年5月20日
发明者迈克尔·贝克尔, P·舍瓦利耶, 安娜·马克斯 申请人:道康宁公司