阻燃聚合物组合物的制作方法

本发明进一步涉及包括阻燃聚合物组合物或由所述阻燃聚合物组合物制成的制品以及制备所述阻燃聚合物组合物和制品的方法。

背景技术：

1、阻燃聚合物组合物尤其在存在高温和/或火灾危害或者聚合物组合物的燃烧结果是灾难的地方被广泛使用。例如，阻燃聚合物可以用于电缆护套中，以限制在发生火灾时电气系统故障的风险并且限制由于电流引起的电缆过热而引发火灾或火势蔓延的风险。另外，阻燃漆可以用作被动防火措施以保护结构。

2、膨胀型阻燃聚合物组合物是由于热暴露而溶胀，从而导致体积增加且密度减小的阻燃聚合物组合物。膨胀型阻燃聚合物组合物的关键特征是当暴露于高温(如在火灾中发现的高温)时，所述膨胀型阻燃聚合物组合物会显著膨胀。一些膨胀产品可以膨胀至原始厚度的100倍以上。随着产品膨胀，所述产品的密度变得更小，这使得所述产品可充当绝缘体以限制火势蔓延。

3、不幸的是，膨胀型阻燃调配物可能存在熔体稳定性问题，并且可能增强对在加工设备中使用的钢的腐蚀性。因此，令人期望的是提供替代性和/或改进的膨胀型阻燃剂调配物，其克服了这些问题但仍满足要求，如ul94阻燃评级、总燃烧时间、粘度、机械性质(包含刚度和拉伸强度)等。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了一种阻燃聚合物组合物，所述阻燃聚合物组合物包括聚合物、阻燃剂和偏高岭土，其中当所述阻燃聚合物形成为厚度小于或等于约1/8英寸且大于或等于约1/128英寸的层时，所述组合物的如通过联合实验室标准测试94第6版(theunited laboratories standard test 94,edition 6)确定的阻燃评级为v0。另外，在各方面中，当所述阻燃聚合物形成为厚度小于或等于约1/16英寸且大于或等于约1/64英寸的层时，所述组合物的如通过联合实验室标准测试94第6版确定的阻燃评级为v0。在各方面中，当所述阻燃聚合物形成为厚度小于或等于约1/32英寸且大于或等于约1/64英寸的层时，所述组合物的如通过联合实验室标准测试94第6版确定的阻燃评级为v0。

2、在上述方面中，所述偏高岭土的形状因子可以小于20，并且任选地不大于10、或不大于8或不大于5。

3、在上述方面中，按所述偏高岭土的重量计,所述偏高岭土的可溶性氧化铝含量可以为约10wt％至约30wt％，并且任选地按所述偏高岭土的重量计约14wt％至约28wt％、或约18wt％至约26wt％或约20wt％至约26wt％。指定的可溶性氧化铝含量可以与指定的形状因子组合或分开。

4、在上述方面中，所述聚合物可以是聚酰胺。此外，所述方面可以使用膨胀型阻燃剂，所述膨胀型阻燃剂可以任选地是有机次膦酸盐。

5、在各方面中，基于所述阻燃聚合物组合物的总重量，所述阻燃剂可以以大于约10wt％、或12wt％、或13wt％、或14wt％或15wt％且小于或等于20wt％、或18wt％、或17.5wt％、或16.5wt％或16wt％的量存在。基于所述阻燃聚合物组合物的总重量，所述偏高岭土的量可以为至少约1wt％、或3wt％、或5wt％或7wt％且小于或等于20wt％、或15wt％、或12wt％、或10wt％或8wt％。

6、当形成为厚度小于或等于约1/32英寸且大于或等于约1/64英寸的层时，如上所述的阻燃聚合物组合物的总燃烧时间可以小于50秒，或更通常地小于40秒或小于30秒，或者对于约1/64英寸的厚度，小于50秒或更通常地小于40秒，所述总燃烧时间是通过联合实验室标准测试94第6版确定的。

7、如所描述的阻燃聚合物组合物的平均分子量可以比除了包括相同量的除了偏高岭土之外的不同矿物添加剂或增强型添加剂之外相同的阻燃聚合物组合物的平均分子量大至少3％，或任选地至少5％、或至少约10％、或至少约15％、或至少约20％、或至少约30％或至少约40％。

8、如所描述的阻燃聚合物组合物的固有粘度可以比除了包括相同量的除了偏高岭土之外的不同矿物添加剂或增强型添加剂之外相同的阻燃聚合物组合物的固有粘度数大至少3ml/g，或任选地至少4ml/g、或至少约5ml/g或至少约7ml/g。

9、与除了包括相同量的除了偏高岭土之外的不同矿物添加剂或增强型添加剂之外相同的阻燃聚合物组合物相比，如所描述的阻燃聚合物组合物可以具有改进的耐腐蚀性。

10、在各方面中，所描述的所有阻燃聚合物组合物可以包含以约10wt％至约40wt％的量存在的增强型添加剂。对于这些方面，基于所述组合物的总重量，所述组合物中的偏高岭土和增强型添加剂的组合量可以为至多20wt％、或30wt％、或40wt％或50wt％。在这些方面中的一些方面中，所述增强型添加剂将选自玻璃纤维、硅灰石、滑石、云母、硫氧镁化合物、碳纤维、形状因子大于20(或任选地为60或更大)的含水高岭土、煅烧高岭土和其组合。

11、在其它方面，存在一种制品，所述制品包括衬底材料和如上所述的阻燃聚合物组合物。例如，所述衬底材料可以是电缆、电气或电子部件、或汽车部件，并且所述衬底材料由所述阻燃聚合物组合物制成或被所述阻燃聚合物组合物覆盖。

12、例如，涂覆在衬底上的所述阻燃聚合物组合物包括聚合物、阻燃剂和偏高岭土，并且所述阻燃聚合物组合物可以涂覆在衬底上以形成层。当所述阻燃聚合物形成为厚度小于或等于约1/8英寸且大于或等于约1/128英寸的层时，如通过联合实验室标准测试94第6版确定的阻燃评级为v0。当所述阻燃聚合物形成为厚度小于或等于约1/16英寸且大于或等于约1/64英寸的层时，如通过联合实验室标准测试94第6版确定的阻燃评级为v0。当所述阻燃聚合物形成为厚度小于或等于约1/32英寸且大于或等于约1/64英寸的层时，所述组合物的如通过联合实验室标准测试94第6版确定的阻燃评级为v0。

13、例如，在制品的阻燃聚合物组合物中使用的偏高岭土的形状因子可以小于20，并且任选地不大于10、或不大于8或不大于5。除了形状因子之外或与形状因子分开，所述偏高岭土的可溶性氧化铝含量可以为按所述偏高岭土的重量计约10wt％至约30wt％，并且任选地按偏高岭土的重量计约14wt％至约28wt％、或约18wt％至约26wt％或约20wt％至约26wt％。

14、例如，所述聚合物可以是聚酰胺和/或所述阻燃剂可以是膨胀型阻燃剂，所述膨胀型阻燃剂任选地可以是有机次膦酸盐。另外，基于所述阻燃聚合物组合物的总重量，所述阻燃剂可以以大于约10wt％、或12wt％、或13wt％、或14wt％或15wt％且小于或等于20wt％、或18wt％、或17.5wt％、或16.5wt％或16wt％的量存在。基于所述阻燃聚合物组合物的总重量，所述偏高岭土的量可以为至少约1wt％、或3wt％、或5wt％或7wt％且小于或等于20wt％、或15wt％、或12wt％、或10wt％或8wt％。

15、例如，当所述阻燃聚合物组合物涂覆在所述制品上时，当形成为厚度小于或等于约1/32英寸且大于或等于约1/64英寸的层时，总燃烧时间可以小于50秒，或更通常地小于40秒或小于30秒，或者对于约1/64英寸的厚度，总燃烧时间可以小于50秒或更通常地小于40秒，所述总燃烧时间是通过联合实验室标准测试94第6版确定的。

16、例如，如所描述的阻燃聚合物组合物的平均分子量可以比除了包括相同量的除了偏高岭土之外的不同矿物添加剂或增强型添加剂之外相同的阻燃聚合物组合物的平均分子量大至少3％，或任选地至少5％、或至少约10％、或至少约15％、或至少约20％、或至少约30％或至少约40％。

17、例如，如所描述的阻燃聚合物组合物的固有粘度可以比除了包括相同量的除了偏高岭土之外的不同矿物添加剂或增强型添加剂之外相同的阻燃聚合物组合物的固有粘度数大至少3ml/g，或任选地至少4ml/g、或至少约5ml/g或至少约7ml/g。

18、例如，与除了包括相同量的除了偏高岭土之外的不同矿物添加剂或增强型添加剂之外相同的阻燃聚合物组合物相比，结合所述阻燃聚合物组合物的所述制品可以具有改进的耐腐蚀性。

19、在所描述的制品中，所述阻燃聚合物组合物可以包含以约10wt％至约40wt％的量存在的增强型添加剂。对于这些方面，基于所述组合物的总重量，所述组合物中的偏高岭土和增强型添加剂的组合量可以为至多20wt％、或30wt％、或40wt％或50wt％。在这些方面中的一些方面中，所述增强型添加剂将选自玻璃纤维、硅灰石、滑石、云母、硫氧镁化合物、碳纤维、形状因子大于20(或任选地为60或更大)的含水高岭土、煅烧高岭土和其组合。